发现堂兄弟组的系外行星

发现堂兄弟组的系外行星

绝大部分已知的系外行星所环绕的母恆星是像太阳一样的单星。然而许多恆星其实都是双星系统的成员,而双星中的子星是从同一片星云中诞生出来的,如同家族中的同胞兄弟。英国基尔大学(Keele University)、瑞士日内瓦天文台和比利时等地的天文学家Marion Neveu-VanMalle等人则首度发现一个双星系统WASP-94,两子星WASP-94A和WASP-94B各拥有一颗热木星(hot Jupiter),以血缘论,这两颗热木星便如同堂兄弟般。

WASP-94是由光谱型F8的A星与F9的B星组成的双星系统,两星相距约15″,相当于约2700AU。由基尔大学领导的WASP-South巡天计画,发现WASP-94A的亮度有微小的降低,显示有颗类似木星的系外行星从WASP-94A前方通过,由凌日法估算的行星半径约为木星的1.72倍,质量约木星的0.445倍,绕A星公转一周需时3.95天,而且似乎是逆行轨道(与母恆星自转方向相反)。瑞士天文学家之后则指出WASP-94A的确有颗行星环绕,后来偶然机会下以都卜勒测量(径向速度法)发现WASP-94B也有一颗系外行星环绕它,质量下限约为0.617倍木星质量,公转週期为2.008天。这两颗系外行星的公转轨道面并不在同一平面上,显是至少有其中一颗行星的轨道面相对于双星公转轨道面是倾斜的。由于WASP-94的两颗星算是相当明亮,因此可以很容易地研究非常接近母恆星的行星们,或许有机会了解这些行星的大气组成。

热木星是质量相当于木星或比木星大的气体巨行星,而且离母恆星非常近,公转一圈通常仅需数天而已。热木星的数量并不多,所以在同一个恆星系统中发现2颗热木星的机率非常低。会不会WASP-94这个双星系统就是刚好可以同时製造数颗热木星的状况?如果真是如此,那幺WASP-94这个恆星系统就非常重要,因为或许可透过它去了解为何热木星会这幺靠近母恆星。

由于热木星是气体巨行星,按理来说无法在离恆星很近、温度过高的地方生成,所以关于这些热木星为何如此靠近其母恆星一直是个谜。理论上,热木星原本是在离母恆星比较远地方诞生,此处的温度低到足以让原行星盘中的气体凝华成冰,逐渐形成新行星的核;之后受到与另一颗行星或恆星重力交互作用的影响,这些新诞生的气体行星轨道逐渐向内迁移,愈来愈靠近母恆星。在双星系统中发现2子星各有一颗热木星,或许可以让天文学家研究这个行星向内迁移的过程;这也让WASP-94系统成为WASP-South巡天计画迄今最重要的发现之一。

参考资料:Keele astronomers find ‘cousin’ planets around twin stars. Keele University [30 September 2014]

本文转载自网路天文馆

 

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