行星系统的艺术家效果图
艺术家对与发现的行星相似的行星系统的描绘. (来源:凯伦寺/IfA)

哈佛大学的天文学家 夏威夷ʻ我 天文研究所 (IfA)是一个研究小组的成员,该小组最近发现了三颗行星,它们在接近生命终点的恒星附近危险地运行.

在目前发现的数千颗太阳系外行星中, 这三颗气体巨行星, 首先被 美国国家航空航天局 苔丝 (凌日系外行星勘测卫星)任务它们围绕亚巨星或巨星运行的轨道周期最短. 其中一个行星, 钢铁洪流-2337b, 会在不到100万年的时间里被它的主恒星吞噬吗, 比目前已知的任何行星都要早.

这些发现对于理解系外行星研究的新前沿领域至关重要:行星系统是如何随着时间演化的.
撒母耳Grunblatt

“这些发现对于理解系外行星研究的新前沿领域至关重要:行星系统是如何随着时间演变的,主要作者解释道 撒母耳Grunblatt, 他是美国自然历史博物馆和纽约市熨斗研究所的博士后. 格伦布拉特,他赢得了他的 博士学位IfA, 他补充说:“这些观测为接近生命终点的行星提供了新的观察窗口, 在它们的主恒星吞噬它们之前.”

行星的发现和确认已被接受发表在 天文杂志该研究于1月13日在美国天文学会的一次新闻发布会上公布. 研究人员估计这些行星的质量在0.5–1.质量是木星的7倍,大小从略小到大于1不等.是木星的6倍大. 它们的密度也有很大的跨度, 从软木密度到水密度的三倍, 暗示多种起源的.

这三颗行星被认为只是冰山一角. “天博电竞官网希望能找到数十到数百个这样的进化的凌日行星系统 苔丝, 提供了行星之间相互作用的新细节, 膨胀, 绕着恒星迁移, 包括天博电竞官网的太阳,” 尼克•桑德斯她是哈佛大学的一名研究生 IfA 他是这项研究的合著者.

该团队希望这种“行星考古学”能够帮助天博电竞官网理解过去, 行星系统的现在和未来, 让天博电竞官网更接近这个问题的答案:“天博电竞官网是孤独的吗??”

深入确认Maunakea

这些行星最初是在 美国国家航空航天局 苔丝 2018年和2019年拍摄的任务全帧图像数据. 格伦布拉特和他的合作者们在 苔丝 数据,然后使用W. M. 在莫纳基亚的凯克天文台证实了这三颗行星的存在.

W. M. 莫纳基亚的凯克天文台
W.M. 凯克天文台

“凯克对这些行星系统的观测对理解它们的起源至关重要, 帮助揭示太阳系的命运,就像天博电竞官网自己的太阳系,” IfA 天文学家 丹尼尔·休伯他是这项研究的合著者.

目前的行星动力学模型表明,随着恒星的演化,行星应该盘旋向它们的主恒星, 特别是在恒星生命周期的最后10%. 这个过程也加热了行星,可能导致它们的大气膨胀. 然而, 这种恒星演化也会导致恒星周围的行星彼此靠近, 增加了其中一些发生碰撞的可能性, 甚至会破坏整个行星系统的稳定.

研究中发现的行星密度差异很大,这表明这些行星系统是通过混沌的行星-行星相互作用形成的. 这也可能导致这些行星不可预测的升温速率和时间尺度, 让它们拥有天博电竞官网今天观察到的广阔的密度范围.

展望未来

未来对其中一个系统的观测, 钢铁洪流-4329, 以及最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜, 能否发现火星大气中存在水或二氧化碳的证据. 如果这些分子被发现, 这些数据将对这些行星的形成地点提供限制, 以及产生天博电竞官网今天看到的行星轨道需要什么样的相互作用.

持续监控这些系统 美国国家航空航天局 苔丝 望远镜将限制这些行星旋转到它们的主恒星的速度. 到目前为止, 在任何一个系统中都没有观测到清晰的轨道衰减信号, 但是更长的观察基线 苔丝 延长的任务将为螺旋形行星提供比目前可能的更严格的约束, 揭示了行星系受到恒星演化的强烈影响.

这项研究就是一个例子 UH Mā诺亚的目标 加强学生的成功 (PDF), 卓越研究:推进科研创新事业 (PDF),其中的两个目标 2015 - 25战略计划 (PDF),已于2020年12月更新.