科學家揭開超短周期系外行星的命運之謎

過去幾十年進行的 “系外行星搜尋”,即尋找圍繞太陽以外恆星運行的行星,已經確認發現了屬於3247個行星系統的4715顆系外行星,還有大約5900顆行星正在等待確認。令人震驚的是,我們太陽系的結構似乎與銀河系附近其他系統中發現的配置非常不同。

例如,已經發現的大質量木星類行星中,有相當高的比例在非常接近恆星的區域運行,這與行星形成模型所顯示的情況相反,模型認為巨行星應該在原行星盤的最外圍區域形成。值得注意的是,這類行星明顯過多的現象與觀測偏差有關,用於探測系外行星的設備靈敏度是有限的,目前它們只是能夠比較容易地識別巨大的系外行星。

科學家揭開超短周期系外行星的命運之謎

也就是說,大行星(質量和大小)的軌道非常接近其恆星。這些特徵保證了當行星從恆星前面穿過時,它們會覆蓋恆星盤的一大片區域,此外還能給恆星帶來良好的引力,我們可以通過測量恆星的徑向速度來檢測這些巨大行星的存在。無論如何,這提出了重要的問題,即這些架構是如何形成的,以及這些軌道周期很短的系外行星命運將是什麼。

發表在著名的《皇家天文學會月刊》(MNRAS)上一項研究,研究了這些異常行星中被稱為”超短周期行星”(USP)的一個子類別。這些行星以短於一個地球日的時間在近乎圓形的軌道上圍繞它們的恆星運行,並且可能被潮汐鎖定,即在它們的整個軌道上始終向恆星顯示同一個面,就像我們的月球相對於地球一樣。

到目前為止進行的研究表明,潮汐鎖定可以大大地或根本地改變行星系統的結構和可能的命運。研究對系外行星遷移的速度進行建模,提供了更好的預測模型來了解這些系外行星的命運。這樣的模型考慮到與恆星和行星有關的幾種效應,並且對其中一些系外行星進行了幾十年的監測,對其軌道周期的變化進行測量。

這項工作預測了兩顆巨大的USP系外行星WASP 19b和NGTS 10b的凌日周期逐漸變化,這兩顆行星每20小時左右圍繞恆星運行一次。這些周期表明它們離恆星非常近,因此它們的表面溫度極高。這項工作的模型預測前者軌道遷移率較高,後者的遷移率較低。這些預測可以在未來十年內得到證實。

來源:cnBeta