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奇迹般生存!它的存活真的不符合理论吗?不妨与天文学家一起看看

NASA的科学家发现一颗系外卫星坐落在一个系外行星不应该存活的地方。

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目前为止,美国宇航局的凌日系外行星探测卫星(exoplanet Survey Satellite,简称TESS)在工作期间发现了一些相当不错的东西,包括系外彗星,一颗有三个恒星的岩石系外卫星,和一个正在吞噬恒星的黑洞。这个新发现真是个令人头疼的问题,虽然它表明一颗已知的系外行星事实上坐落在一个它早就应该被其恒星烧成灰的地方。

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艺术家对于一颗与众不同的三星岩石行星Gliese 667Cc的想象

图源:ESO/L. Calçada

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超大质量黑洞正在破坏一颗恒星

图源:NASA/JPL-Caltech

这颗行星是个气态巨行星,质量大约为木星的8.2倍(木星已经很大的了),围绕一个红色的大型恒星HD 203949旋转。

问题就是,根据葡萄牙天体物理和空间科学研究所(IA)天文学家的立体星震观测,这颗恒星正处于生命的尽头。

这意味着它已经到了一个境地,开始抛出其外层物质,在缩小之前比现在膨胀许多。这颗系外卫星的轨道是184.2天,恰好在恒星膨胀到的更大大气直径内。所以这颗卫星究竟是什么存活下来的?

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星震学是一个通过分析恒星表面的震动来研究其内部构造的有趣学科,就像地震能揭示地球内部发生了什么,恒星表面可检测到的震动状态揭示了其内部的声波是怎么移动的。

这些数据可以帮助揭示一颗恒星的关键信息,例如其大小、质量、年龄。TESS装备了星震学的工具,但这是天文台首次把这个技术用在一颗已知有卫星的恒星上。

观测在两颗恒星上执行:HD 203949和它的恒星HD 203949 b,以及另一颗黄色的亚巨星HD 212771,被一颗有2.3倍木星质量的气态巨行星环绕运行。

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“TESS观测足以精确能够测量恒星表面的轻微脉动”,IA的天文学家蒂亚戈·坎潘特(Tiago Campante)解释道。“这两颗相当进化的恒星也是行星的宿主,为研究行星系统的进化提供了理想的试验台。”

所以,这个团队运用了星震数据来计算恒星的大小、质量和年龄。根据这些数据,HD 203949的质量比最初认为的要低得多,这意味着它已经丢失了自身的大部分。表明它演化得太远了,以至于没有一颗像一样HD 203949 的恒星

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但是,如果你朝HD 203949系统放眼望去,那里有一个巨大的线索。许多系统里都有气态巨行星离它们的恒星很近,实际上,由于距离太近而无法在那里形成行星,因为恒星的引力,风和辐射本该在气体积聚成行星之前吹掉并燃烧殆尽。

然而,模拟表明,如果这些气态巨行星在星系系统中更远处形成并以螺旋形缓慢地向内迁移,就会“依偎”在它们的恒星附近,证据表明木星这在这样做。

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图源:(Astronomical Institute of CAS/Petr Scheirich)

所以,HD 203949b可能是在很远处形成,并且只是在恒星膨胀到最大尺寸,又缩小之后迁移到了它附近。

“这个科学窘境的解决方法就隐藏在这一简单事实中——恒星和它们的行星不只是形成,它们还一同进化了,” IA的天文学家瓦尔丹·阿迪贝基恩说道。

“在这个特殊的情况下,这颗行星努力设法不被吞没。”

研究不仅给我们展示出一颗非常迷人的行星,还证实了TESS运用星震学表征恒星的潜力。

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研究人员说,这顺带可以帮助我们更好了解恒星和它们的演化,例如,一颗恒星的准确半径对于测量一颗凌日行星的准确半径至关重要。

并且,当然,了解HD 203949的年龄有助于推断它不同寻常的行星的轨道历史。

阿迪贝基恩说“这项研究是恒星和系外行星天体物理如何联系在一起的完美证明。”

研究已发表在《天体物理学杂志》。

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凌日系外行星测量卫星(TESS)是一个NASA&apos探索者计划的太空望远镜,旨在使用凌日方法在比开普勒任务覆盖面积大400倍的区域内搜索系外行星。它于2018年4月18日由猎鹰9号火箭发射升空,在为期两年的主要任务中,它预计将发现20000多颗凌日系外行星,而它发射时已知的系外行星约为3800颗。

作者: sciencealert

FY: 赵丁丁

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