逆向轨道的次海王星现身红矮星系

天文online
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罕见逆行行星绕红矮星公转

在我们自己的太阳系中,全部八颗行星都以一种井然有序的方式围绕太阳运行。它们的轨道与太阳赤道面的倾角都不超过大约7度,并且所有行星的自转方向都与太阳自身的自转方向一致。然而,并非所有恒星系统都是如此。一项发表在《天文学与天体物理学》期刊上的新研究指出,研究人员首次发现了一颗系外行星,其公转方向与其红矮星母恒星的自转方向相反。这项由日内瓦大学(UNIGE)博士生扬卡特雷领导的研究团队所开展的工作,对我们理解行星形成理论具有重要意义。

这颗名为GJ3090b的行星是一颗次海王星,其直径约为地球的2。2倍,质量约为地球的4。5倍。它围绕一颗位于南天凤凰座、距离地球73光年的低温暗淡红矮星运行,公转周期约为2。9天。研究人员曾试图利用位于智利的欧洲南方天文台3。6米望远镜来精确测定其轨道。

一种明显的方法是仔细观测行星经过其恒星前方时的凌日现象。研究人员特别关注的是所谓的罗斯特麦克劳林效应。由于恒星自转,朝向观测望远镜的一面会因运动而产生轻微的蓝移,而背离观测者的一面则会呈现轻微的红移,这就是罗斯特麦克劳林效应。

弗雷泽谈论系外行星观测的未来。

在常规系统中,例如我们所在的太阳系,行星会首先经过恒星的蓝色半球,暂时遮挡蓝光,使恒星看起来偏红;随后进入红色半球,使恒星看起来略微偏蓝。研究人员对GJ3090b凌星其主星的过程共观测了5次,发现每次均出现完全相反的现象:行星总是先经过红色半球,再经过蓝色半球。换言之,它的公转方向与其主星的自转方向相反。

进一步的计算显示,这颗行星的轨道倾角约为136度——任何超过90度的倾角都意味着它在做逆向运动。与我们太阳系中行星的约7度倾角相比,这一角度确实相当大,但这也并非我们首次发现具有如此高倾角的系外行星。对于其他这些系外行星,我们已经知道其成因——而GJ3090b似乎完全缺乏这些成因。

通常,行星会因为形成之后发生的某种引力戏剧性事件而陷入奇怪的轨道。这通常是由于太阳系中其他地方存在一个大质量行星,或者存在一颗伴星所导致的。虽然GJ3090b确实拥有该系统中的另一颗行星(研究人员也怀疑这颗行星可能在逆行轨道上运行,但目前数据不足以支持这一结论),但它并没有足够大的天体能够将GJ3090b拖入它似乎表现出的那种逆行运动轨道。

弗雷泽探讨了搜寻更多系外行星(包括处于逆行轨道的系外行星)所需的技术。

如果没有那个潜藏的伴星,关于导致该行星轨道变化的经典动力学模型就不再成立。那么,究竟是什么导致了这一现象呢?作者提出,他们称之为原初盘翻转的机制可能曾经发生过。

恒星形成后,其原始的盘状结构消散了,随后从周围的星际介质中引入了一股新的气体和尘埃。其中一些物质落入了恒星,但有些可能形成了第二个原行星盘,如果它以合适的角度进入,就会保持自己的角动量,这可能与恒星的角动量方向相反。

其他恒星系统中也存在一些证据。天文学家观测到了所谓的彼得潘盘,它们的存在时间比大多数恒星演化模型预测的要长数千万年。因此,GJ3090b可能就是这样一个例子:当一个彼得潘盘最终长大成人,形成了一颗行星。

这一理论颇具启发性,但尚需更多证据加以证实。而此类证据或许即将涌现,因为本文所报道的研究代表了系外行星观测领域的一项技术突破——GJ3090b是迄今在红矮星周围被测定轨道倾角的最小系外行星。未来类似的研究成果有望陆续出现,而围绕红矮星运行的多行星系统也数量众多,可供观测。我们或许终将揭开那些反向公转行星背后的奥秘。

一个“叛逆“的系外行星与其恒星的自转方向相反。

Y。卡特雷特等人——《倒置:GJ3090b——首颗利用NIRPS在M型矮星周围探测到的逆行系外行星》

犹他州——第二颗具有逆行轨道的系外行星被发现

UT——系外行星轨道的另一面

相关知识(天文术语)

次海王星是指轨道半长径大于海王星(约30天文单位)、但小于约100天文单位的太阳系外缘天体,通常属于离散盘或内奥尔特云成员。它们受海王星引力扰动影响较大,轨道偏心率和倾角普遍较高。目前已发现的次海王星包括赛德娜、2012VP113等,其起源与太阳系早期演化、恒星邻近飞掠或行星迁移等理论密切相关,是研究太阳系边界结构与形成历史的重要对象。

BY: Andy Tomaswick

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自: https://www.universetoday.com/articles/astronomers-find-a-sub-neptune-orbiting-completely-backward-around-a-red-dwarf

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