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天文學家首次構建了雙星-行星系統的3D視圖

天文學家首次構建了雙星-行星系統的3D視圖

2022-09-02 Comments 0 Comment

在離地球大約20光年的地方,也就是在宇宙範圍內相當近的地方,科學家們注意到一顆恆星的行為有點古怪。一些幾乎難以察覺的小東西似乎在拉扯它,並迫使它在它的恆星附近“搖擺”。這個小東西是一顆系外行星。

跟確切地說,是一顆木星的二重奏,其質量約是我們太陽係自己的氣體巨行星的兩倍,其軌道每284天繞其恆星一周,位置比金星離太陽的距離略近。

研究小組決定將事情提升到一個新的水平–特別是因為眼前這顆搖擺不定的恆星是作為雙星系統的一部分存在的,這意味著它是圍繞對方運行的兩顆恆星之一。

經過仔細分析,研究人員中了大獎:他們利用一個外國世界的微弱信號來開發他們認為是有史以來第一個完整的三維結構的藍圖,這個藍圖不僅是一個雙星系統的軌道而且是一個有行星在其中游蕩的軌道。

作為地球人,我們習慣於跟我們孤獨的太陽一起生活,但當計算整個宇宙的恆星數量時,我們星球的個人空間加熱器似乎是少數。一般來說,恆星喜歡以雙人、三人甚至四人的形式旅行。

來自墨西哥國立自治大學的Salvador Curiel是這篇新論文的第一作者,他在一份聲明中說道:“由於大多數恆星都是雙星或多星系統,能夠了解像這樣的系統將有助於我們了解一般的行星形成。我們從我們自己的宇宙角落得到的數據其實並不足以理解行星如何形成或如何演變的一些更大的規則。擁有更廣泛的樣本量總是更好的。”

回到用Curiel的三維圖看的雙星系統,這對特殊的雙星叫做GJ 896AD,重要的是由兩顆紅矮星組成–也就是主序上最小的、最冷的那種恆星,同時也是銀河系中最常見的恆星類型。

為了描繪出這個遙遠領域的樣子,研究人員稱這兩顆恆星中較大的那顆也就是被系外行星環繞的那顆,其質量約為我們太陽的44%;較小的那顆恆星的質量則只有我們太陽的17%左右。它們每隔229個地球年互相繞行一次,而超級木星的軌道跟這兩顆恆星的軌道大約傾斜了148度。

墨西哥國立自治大學的Joel Sanchez-Bermudez,同時也是該研究的作者,他在新聞稿中表示:“對於形成機制有不同的理論,更多的數據可能表明哪一個是最可能的。特別是,目前的模型表明,這麼大的行星作為這麼小的恆星的伴侶是非常不可能的,所以也許這些模型需要調整。”

這一天文發展背後的驅動力–從隱喻和字面上看–是美國國家科學基金會的甚長基線陣列。這個科學機制由分佈在美國各地的10個觀測站組成,每個觀測站都配備了一個25米的無線電天線盤和控制大樓。基本上,這些觀測站各自捕捉深空信息,然後將這些點連接起來以編制出宇宙中正在發生的事情的超級清晰表述。

在這項關於GJ896AB的研究中,科學家們收集了跨越驚人時間範圍的光學觀測:1941年到2017年。然後他們調用了2006年至2011年期間的VLBA觀測數據,並在2020年進行了新的VLBA觀測。把所有這些拍在一起,你就得到了一個關於GJ896AB隨時間變化的令人敬畏的測量結果,它可以被組合成類似於這個恆星系統外觀的定格構思的東西。

來自馬克斯-普朗克射電天文研究所的Gisela Ortiz-León和這項研究的作者稱:“這顆行星圍繞主星移動的方向跟副星圍繞主星的方向相反。這是第一次在一個跟緊湊雙星系統相關的行星中觀察到這種動態結構,該系統可能是在同一個原行星盤中形成的。”

國家射電天文台的Amy Mioduszewski和該論文的作者表示:“我們可以用計劃中的下一代VLA做更多這樣的工作。有了它,我們也許能夠找到像地球一樣小的行星。”

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