凤凰号系外行星膨胀的大气层在红巨星中幸存下来

2024-06-11 08:53来源:大国新闻网

 

Exoplanet's puffy atmosphere: Reddish sphere with horizo<em></em>ntal bands near edge of larger bright molten-looking sphere.
阿斯特罗科学家们发现了一颗新的“热海王星”系外行星利用TESS太空望远镜和W.M.凯克天文台的望远镜。这是一个大约1840光年远。绰号“凤凰”的这颗卫星似乎保留了其蓬松的大气层它在靠近红巨星的轨道上运行。这是令人惊讶的;由于其恒星的强烈辐射,它应该已经失去了大气层。它是最小、密度最低的系外行星绕红巨星运行的行星。它类似于其他所谓的“蓬松”系外行星,这是已知存在的密度最小的系外行星类型,可能会提供对这些世界的见解。

凤凰城见面

天文学家已经发现了许多系外行星,它们的轨道离它们的恒星很近,比我们太阳最里面的行星水星绕太阳运行的距离近得多。由于恒星的强烈辐射,这些遥远的系外行星有失去大气层的危险。但显然,并非总是如此。2024年6月5日,由巴尔的摩约翰霍普金斯大学的研究人员领导的一组科学家表示,他们发现了一颗围绕一颗红巨星运行的“热海王星”系外行星。它的昵称是凤凰,是迄今为止发现的围绕红巨星运行的最小行星。令人惊讶的是,这颗行星膨胀的大气层经受住了恒星的辐射。

而且,像其他膨胀的系外行星一样,它的密度非常低。

研究人员利用美国宇航局凌日系外行星测量卫星(TESS)和夏威夷的W.M.凯克天文台的数据,发现并分析了这颗奇怪的新系外行星。

该研究小组于2024年6月5日在《天文学杂志》上发表了同行评议的发现。

凤凰——学名为TIC365102760 b——是一颗“热海王星”系外行星,绕着一颗1840光年远的红巨星运行。它比地球大6.2倍,每4.2天绕恒星运行一周。天文学家称它为热海王星,因为它的大小和它离它的恒星很近。事实上,它的轨道与它的恒星之间的距离是水星与太阳之间距离的六倍。这意味着它沐浴在来自红巨星的强烈辐射中。正因为如此,天文学家认为它不太可能有任何大气层留下。

系外行星膨胀的大气层令天文学家感到惊讶

但事实证明,它确实有大气层,而且是“蓬松的”大气层。约翰·霍普金斯大学的天体物理学家萨姆·格伦布拉特领导了这项研究,他说:

该文件指出:

凤凰号比科学家们认为的更小、更古老、更热。事实上,在天文学家迄今发现的众多系外行星中,热海王星是罕见的。虽然它们与太阳系中的海王星和天王星等冰巨行星有共同的特征,但由于离恒星太近,它们的温度很高。因此,在这方面,它们与我们太阳系中的冰巨星或气体巨星非常不同。

Reddish sphere with horizo<em></em>ntal bands, on black background.

为什么与其他热海王星如此不同?

尽管凤凰号是一个热海王星,但它是一个奇怪的热海王星。它可能正在失去大气层,但如果是这样,它的速度要比平时慢得多。其他热海王星失去大气层的速度更快,环境也没有凤凰号那么恶劣。这颗行星的密度也比已知密度最大的热海王星低约60倍。为什么?正如Grunblatt解释的那样:

此外,天文学家说凤凰号的寿命将相对较短。再过大约1亿年,它就会开始旋转,变成一颗红巨星,并在那里被吞噬。报纸上说:

来自TESS和W.M.凯克天文台的数据

研究人员结合了TESS太空望远镜和W.M.凯克天文台的数据。他们从TESS图像中去除不需要的光,然后将它们与天文台的数据结合起来。苔丝和凯克是一对好搭档。TESS擅长于发现低密度的行星,而Keck可以追踪行星用引力牵引恒星时产生的微小摆动。

新的发现将帮助天文学家更好地了解行星演化的后期阶段,包括像地球这样的行星。然而,地球的寿命比凤凰号要长得多。几十亿年后,我们的太阳将变成一颗红巨星,吞噬我们的地球。但科学家们仍然不确定地球大气层在这一事件发生之前会发生怎样的变化。Grunblatt说:

Bluish planet-like body with bands of white clouds. Stars in background.

臃肿的行星很少见

根据目前对系外行星的了解,像凤凰号这样臃肿的系外行星是罕见的。天文学家估计,只有大约1%的恒星有这样的行星。它们的密度比大多数其他行星都要小,包括我们太阳系中的任何行星。到目前为止,格伦布拉特的团队已经发现了大约12个其他候选物种。

但它们确实存在。就在上月底,研究人员表示,詹姆斯·韦伯太空望远镜解决了另一颗系外行星WASP-107 b为何如此臃肿的谜团。它的内部温度更高,内核也比预期的要大。潮汐加热解释了大气的过热和膨胀。

总结:天文学家在一颗红巨星附近发现了一颗海王星大小的行星。令人惊讶的是,这颗系外行星膨胀的大气层仍然完好无损。

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