天文学家 一年只有18小时的系外行星,或被恒星引力摧毁

英国沃里克大学(UniversityofWarwick)天文学家JamesMcCormac等人观测到,木星级系外行星NGTS-10b绕母恒星公转只需18小时,换言之,它的“一年”比地球“一天”还短很多。这是到目前为止,已知公转周期最短的系外行星。然而,这么近的轨道让行星处于快被母恒星引力摧毁的险境。这项发现有助于天文学家了解如此近的轨道下,这颗行星还能坚持绕恒星多久,才会坠入恒星被摧毁。

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这种离母恒星这么近的气体巨行星称为“热木星”(hotJupiter)。NGTS-10b距离地球约1000光年,直径约为木星1.2倍,质量约木星2倍,是由位于智利的新世代凌日巡天计划(Next-GenerationTransitSurvey,NGTS)发现,以凌日法搜寻海王星等级以上的系外行星,每次搜寻范围达100平方度,可包含10万颗恒星。这10万颗恒星中,有一颗恒星显得非常怪异,亮度频繁下降,显示因有颗行星快速绕行。

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天文学家将公转周期小于24小时的这类系外行星归类为短轨道周期热木星,由于体积大且凌?日次数频繁,因此很容易侦测到;但最后侦测结果却证明这类系外行星很稀少。迄今已知的热木星约有数百颗,但其中仅7颗是轨道周期热木星。
NGTS-10b和母恒星的距离,只有母恒星直径的2倍,如果将它们放到太阳系,和太阳的距离将比水星还近27倍。这个距离很接近恒星潮汐力撕毁行星的界线,即所谓的洛希极限。McCormac等推测:这颗行星很可能处在潮汐锁定(tidallylock)状态,始终以同一面面对母恒星,如同月球始终以同一面面对地球,如此一来将造成始终面对恒星的白昼侧温度可能高达摄氏1000度以上。

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NGTS-10恒星是红矮星,半径只有太阳0.7倍,表面温度比太阳冷摄氏1000度左右,年龄约10亿岁。行星通常在恒星形成后不久也形成,所以NGTS-10b的年龄大概也在10亿岁。这让NGTS-10b成为未来韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)检测系外行星大气表征的绝佳目标。
大质量行星通常在离母恒星较远的地方形成,然后因与仍在形成的原行星盘交互作用,或是因为和更远的其他行星交互作用,最后使位置发生变动。McCormac等人计划高精度测量NRTS-10b,并在未来10年持续关注这颗行星的轨道周期有否缩减,以便确认它是待在原地还是逐渐向恒星靠近。
从遥远的行星系统外侧逐步靠近恒星,最后濒临被恒星摧毁至真的被摧毁的阶段可能非常短暂,因此天文学家相当庆幸能在茫茫星海捞到一颗恰好处在这个短暂阶段的系外行星。不过或许行星迁移的效率并不如想像好,那么这颗行星或许会在现在的轨道位置待上很久。

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