我們發(fā)現(xiàn)一顆公轉(zhuǎn)周期為18個小時的系外行星

“熱木星”的想象圖

　　在過去十年乃至更長的時間里，我們已經(jīng)累計在太陽系外發(fā)現(xiàn)了幾千顆行星。這其中不乏許多顛覆了我們對于行星的傳統(tǒng)認(rèn)知的行星類型。有一類系外行星被稱為“超級木星”，這類氣態(tài)巨行星的尺寸往往數(shù)倍于木星，故由此得名。而有一些氣態(tài)巨行星的軌道由于距離母恒星過近，導(dǎo)致其表面溫度很高，故得名“熱木星”。

　　傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為氣態(tài)巨行星應(yīng)該存在于距離母恒星較遠(yuǎn)的地方，它們的公轉(zhuǎn)周期往往很長，在十年左右的量級。但是，最近的一項研究表明，“熱木星”也可以有很短的公轉(zhuǎn)周期。天文學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)了一顆“熱木星”，編號 NGTS-10b，距離我們約 1060 光年。它的公轉(zhuǎn)周期可能是至今所知的最短的，僅僅 18 個小時。(對你沒看錯，是公轉(zhuǎn)周期不是自轉(zhuǎn)周期)

　　研究小組將他們的成果發(fā)表在了英國《皇家天文學(xué)會月報》(MNRAS)上，該研究成果屬于“下一代凌星巡天”(NGTS)項目。小組使用的望遠(yuǎn)鏡來自歐洲南方天文臺(ESO)智利分臺，該望遠(yuǎn)鏡同時還為歐洲的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)提供搜尋系外行星的幫助。

　　NGTS 項目旨在尋找亮星周圍的類似海王星或“超級地球”大小的天體。到目前為止，已經(jīng)找到的短周期系外行星的類型主要為“熱木星”，因為它們比較容易通過凌星的方法發(fā)現(xiàn)，對于地基望遠(yuǎn)鏡來說更是如此。

一顆系外行星正從它的母恒星的星面經(jīng)過

　　這項研究的主要負(fù)責(zé)人，James McCormac 博士，是華威大學(xué)系外行星與宜居性研究中心的博士后，也是 NGTS 項目組的成員。他在給今日宇宙網(wǎng)站的電子郵件中闡述了他的研究：

　　“NGTS 是一個自動化巡天系統(tǒng)，旨在尋找海王星大小的系外行星。它包括 12 臺相同的 20cm 直徑望遠(yuǎn)鏡，這些望遠(yuǎn)鏡位于智利的 ESO 臺址。我們通過測量系外行星在經(jīng)過它們的母恒星星面時引起的極其微小的恒星光變(約千分之一)發(fā)現(xiàn)這些行星。至今，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 9 顆新行星，包括一個海王星大小的行星(NGTS-4b)。”

　　已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的“熱木星”的公轉(zhuǎn)周期一般都在 10 天左右，所以這次 NGTS-10b 就顯得有些特殊。雖然在理論上這些公轉(zhuǎn)周期極短(小于 24 小時)的“熱木星”都是很容易發(fā)現(xiàn)的，但實際上它們相當(dāng)罕見。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的“熱木星”有 337 個，但其中公轉(zhuǎn)周期極短的只有 6 個。

　　通過 NGTS 的數(shù)據(jù)，McCormac 和他的同事們測量、計算了 NGTS-10b 的體積和質(zhì)量。NGTS-10b 的體積和木星差不多，但質(zhì)量約是木星的兩倍。它的母恒星，NGTS-10，是一顆光譜型為 K5V 的主序星，相對比較活躍。這顆橙矮星比起我們的太陽要小一些、暗一些，溫度也要低一些。然而考慮到 NGTS-10b 和母恒星的距離，它仍然要承受很多熱量和輻射。

GJ436b 的藝術(shù)想象圖，這顆“熱海王星”類型的系外行星距離我們約 33 光年

　　NGTS-10b 雖然公轉(zhuǎn)周期只有 18 個小時，但它并不是唯一已經(jīng)被我們發(fā)現(xiàn)的極短公轉(zhuǎn)周期系外行星。同時它也為我們提供了一個用來研究恒星和行星潮汐作用的很好的樣本，這類樣本往往很少見。McCormac 解釋道：“這些行星的軌道將會在潮汐作用的影響下不斷旋進(jìn)，并最終導(dǎo)致行星被恒星吞沒。對于 NGTS-10b 這樣的極短公轉(zhuǎn)周期行星來說，要么是我們足夠幸運(yùn)，在它旋進(jìn)的最后過程中發(fā)現(xiàn)了它，要么是潮汐作用沒有我們之前想象的那么強(qiáng)烈，使得這顆行星還能在相當(dāng)長的一段時間里繼續(xù)茍延殘喘。”

　　NGTS-10b 現(xiàn)在的位置大概在其母恒星洛希極限半徑(不了解含義的小伙伴可以查看往期萬有引力簡易計算 DIY 系列原創(chuàng))的 1.46±0.18 倍處，此處強(qiáng)烈的潮汐作用正在讓它慢慢旋進(jìn)。按目前計算出來的速率，NGTS-10b 的公轉(zhuǎn)周期將在未來的十年里縮短 7 秒。

　　“如果潮汐作用足夠強(qiáng)烈的話，NGTS-10b 將繼續(xù)旋進(jìn)，并在 3800 萬年后被母恒星吞噬，” McCormac 說。“但是如果沒有那么強(qiáng)烈，它就能在現(xiàn)在的狀況下繼續(xù)存活很長時間。我們希望能通過進(jìn)一步的測量來確定這顆行星將來的歸宿。”

　　所以接下來十年左右時間里，McCormac 和他的同事們將對 NGTS-10b 開展進(jìn)一步觀測，以期能發(fā)現(xiàn)這顆行星軌道旋進(jìn)的詳細(xì)相關(guān)證據(jù)。對旋進(jìn)速率的直接測量將幫助天文學(xué)家對該過程中潮汐作用的效率作更精確的限制，同時也將確定這顆奇特行星的最終命運(yùn)。
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