會員登錄
天文學家首次測量到一顆遙遠“超級木星”系外行星的自旋-軌道排列，同時也展示這種技術的前景，該技術可以在探索理解系外行星系統(tǒng)如何形成和演化方面取得突破。由?？巳卮髮W斯特凡·克勞斯教授領導的一個國際科學家小組，對距離地球63光年的系外行星Beta Pictoris b進行了測量。這顆行星是在繪架座發(fā)現的，質量大約是木星的11倍（比木星還重11倍）。
這顆行星圍繞著一顆年輕的恒星運行，其軌道與我們太陽系中的土星類似。其研究發(fā)現發(fā)表在《天體物理學》期刊上，標志著科學家首次測量直接成像行星系統(tǒng)的自旋-軌道排列。重要的是，這些結果給我們提供了一個新視角，以增強我們對行星系統(tǒng)形成歷史和演化的理解。恒星和行星軌道的對準程度，可以告訴我們很多關于行星是如何形成的信息，以及系統(tǒng)中多個行星在形成后是否會動態(tài)地相互作用。
關于行星形成過程一些最早的理論是由18世紀著名天文學家康德和拉普拉斯提出，他們注意到太陽系行星的軌道彼此對齊，并與太陽的自轉軸對齊，并得出結論，太陽系是由旋轉和扁平的原行星盤形成。當發(fā)現超過三分之一的近距離系外行星，圍繞其主星運行的軌道與恒星赤道未對齊時，真令人大吃一驚。甚至發(fā)現一些系外行星的軌道方向與恒星旋轉方向相反。
這些觀測結果挑戰(zhàn)了行星形成是在幾何共面圓盤上發(fā)生整齊有序過程的看法。在這項研究中，研究人員設計了一種創(chuàng)新的方法，測量由Beta Pictoris旋轉引起不到十億分之一度的微小空間位移。研究小組在VLTI使用重力儀器進行測量，該儀器結合了相距140米望遠鏡發(fā)出的光。研究發(fā)現，恒星旋轉軸與Beta Pictoris b行星及其延伸的碎片盤的軌道軸對齊。該團隊成員、法國格勒諾布爾大學天文學家Jean-Baptiste LeBouquin博士說：
恒星大氣中的氣體吸收會在光譜線上造成微小空間位移，可以用來確定恒星旋轉軸的方向。挑戰(zhàn)在于，這種空間位移極小：大約是恒星表觀直徑的百分之一，或者相當于從地球上看到人類在月球上的腳步大小。結果表明，Beta Pictoris系統(tǒng)和我太陽系一樣排列整齊。這一發(fā)現有利于行星間的散射，因為這是在更奇異熱木星系統(tǒng)中觀察到軌道傾斜度的原因。
然而，需要對大樣本的行星系統(tǒng)進行觀察才能最終回答這個問題。該研究小組提出了一種新的干涉儀器，能夠在更多即將被發(fā)現的行星系統(tǒng)上獲得這些測量結果。VLTI一臺專用高光譜分辨率儀器可以測量數百顆行星的自旋-軌道排列，包括那些長周期軌道上的行星，這將幫助我們回答是什么動力過程塑造了行星系統(tǒng)的結構。
博科園｜研究/來自：?？巳卮髮W
參考期刊《天體物理學》
DOI: 10.3847/2041-8213/ab9d27
歡迎掃碼入群！
深圳科普將定期推出
公益、免費、優(yōu)惠的活動和科普好物！
