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天文學家發現BEBOP-1c:系外行星在一個多行星系統中圍繞雙星運行

天文學家發現BEBOP-1c:系外行星在一個多行星系統中圍繞雙星運行

2023-06-13 Comments 0 Comment

一個國際天文學家小組宣布了有史以來第二次發現多行星環行系統。伯明翰大學的天文學家在罕見的多行星環抱系統BEBOP-1或TOI-1338中發現了第二顆行星,命名為BEBOP-1c。這一發現是用多普勒方法做出的,對於擴大我們關於圍繞兩顆恆星的行星生成的知識至關重要。

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環雙星系統包含圍繞中心的兩顆恆星運行的行星,而不是像我們的太陽系那樣只有一顆。環狀行星同時圍繞兩顆恆星運行。這一發現由伯明翰大學的研究人員領導,在今天的《自然-天文學》雜誌上報導。

這顆新發現的行星被稱為BEBOP-1c,是以收集數據的項目名稱命名的。BEBOP是指由繞行行星護送的雙星。BEBOP-1系統也被稱為TOI-1338。

2020年,利用美國宇航局TESS太空望遠鏡的數據,在同一系統中發現了一顆名為TOI-1338b的環狀行星,伯明翰團隊也對該系統做出了貢獻。那顆行星是用過境法發現的,它被注意到是因為它多次從兩顆恆星中較亮的那顆前面經過。

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慶祝用徑向速度法發現行星環狀系統BEBOP-1c的插圖。天文學家很少把他們的眼睛放在望遠鏡上,而是把數據直接送到他們的電腦和筆記本電腦上,在那裡對其進行分析和解釋。BEBOP-1c是通過智利超大型望遠鏡的ESPRESSO儀器和同樣位於智利的3.6米望遠鏡的HARPS探測到的。兩者都是由歐洲南方天文台(ESO)操作的。

“過境方法允許我們測量TOI-1338b的大小,但不包括其質量,而質量是該行星最基本的參數,”主要作者Matthew Standing博士說,他在伯明翰大學完成了博士學位,現在是開放大學的一名研究員。

BEBOP團隊當時已經在使用另一種檢測方法監測這個系統,稱為多普勒法。這種方法也被稱為搖擺法,或徑向速度法,依靠的是精確測量恆星的速度。

“就是這種方法完成了第一顆系外行星的探測,馬約爾和奎洛茲因此獲得了2019年的諾貝爾獎。”馬修當時的導師,伯明翰大學的教授阿瑪瑞-特里奧說。

利用安裝在位於智利阿塔卡馬沙漠的兩台望遠鏡上的最先進儀器,該團隊試圖測量TESS所注意到的行星的質量。儘管他們做出了最大的努力,並進行了多年的工作,但該團隊無法實現這一目標,相反,他們發現了第二顆行星BEBOP-1c,並測量了其質量。

俄亥俄州立大學的天文學家和薩根研究員大衛-馬丁說:”到目前為止,只有12個已知的環狀系統,這只是第二個承載了不止一顆行星的環狀系統。”

“BEBOP-1c的軌道周期為215天,質量比地球大65倍,比木星的質量小大約5倍,”Standing博士繼續說。”這是一個很難確認的系統,我們的觀測被COVID-19大流行打斷了,當時智利的望遠鏡在該行星軌道的一個關鍵部分關閉了六個月。這一部分的軌道直到去年才再次變得可以觀測,當時我們最終完成了探測。”

目前,在TOI-1338/BEBOP-1環行系統中只有兩顆行星是已知的,但未來可能會發現更多的行星,並進行與該團隊類似的觀測。

雖然很罕見,但環狀行星在推動對行星產生時發生的情況的理解方面是很重要的。

伯明翰大學的研究員、該研究的第二作者Lalitha Sairam博士解釋說:”行星誕生於圍繞一顆年輕恆星的物質盤中,質量逐漸聚集成行星。在環狀幾何形狀的情況下,圓盤圍繞著兩顆恆星。當兩顆恆星互相環繞時,它們就像一個巨大的槳,擾亂了靠近它們的圓盤,阻止了行星的形成,除非是在安靜和遠離雙星的區域。與太陽這樣的單星相比,在環雙星系統中更容易確定行星形成的位置和條件”。

研究小組還不知道BEBOP-1c的大小,只知道它的質量,然而研究人員現在將嘗試使用過境法來測量BEBOP-1c的大小。

儘管沒有探測到內行星TOI-1338b,研究小組還是能夠對其質量做出嚴格的上限。現在已經知道這顆行星的密度比維多利亞海綿蛋糕還要低,這種罕見的情況使得這顆行星成為用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡進行進一步研究的最佳選擇。如果這些觀測得以實現,它們可能會揭示出這顆罕見的環狀行星形成時的化學環境。

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