開普勒探測器發現首個傾斜的太陽系

觀測顯示,兩顆行星以 45 度角繞其恆星赤道執行

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天文學家今天在《科學》雜誌上報告說,美國宇航局的開普勒探測器的觀測發現了一個“傾斜”的太陽系,這一發現為一些行星如何以與恆星赤道不一致的路徑繞其恆星執行提供了線索。

地球太陽系的行星是由圍繞太陽赤道旋轉的扁平氣體和塵埃盤形成的,因此它們最初幾乎都在同一個平面上。地球的軌道與太陽赤道平面的角度僅為 7.2 度。

然而,五年前,天文學家震驚地發現,有些行星以與恆星赤道成陡峭的角度執行。一些行星甚至反向繞其恆星執行——它們的軌道方向與恆星的自轉方向相反。但直到現在,還沒有人見過不一致的多行星太陽系。


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對於最新的研究,加利福尼亞州莫菲特菲爾德美國宇航局艾姆斯研究中心的Daniel Huber天文學家和他的同事研究了Kepler-56,這是一顆距離地球約 860 秒差距(2,800 光年)的恆星。它有兩顆大行星位於同一平面上,並且比水星更靠近它們的太陽。開普勒探測到這些行星阻擋恆星的光線,因此它們的軌道與我們的視線方向呈邊緣方向。

Kepler-56 是一顆比太陽大四倍,發出九倍光線的巨星。為了確定恆星的朝向,研究人員使用開普勒研究了其亮度的變化,這些變化是由恆星的振動引起的,並且根據觀察恆星的角度是赤道方向、極點方向還是介於兩者之間而有所不同。

觀測結果表明,恆星赤道的平面與行星軌道傾斜 45 度。“這是一個很大的驚喜,”Huber 說。

為了找出造成傾斜的原因,天文學家使用夏威夷莫納克亞山的 10 米凱克 I 望遠鏡測量了 Kepler-56 在太空中的速度。“這揭示了罪魁禍首,”Huber 說:一個遙遠的物體,其引力牽引著恆星,也傾斜了行星的軌道。儘管傾斜幅度很大,行星的軌道仍然彼此對齊,因為它們處於共振狀態:一顆行星繞恆星執行的時間是另一顆行星的兩倍,所以它們會透過引力週期性地相互推動。因此,它們的軌道即使與恆星赤道發生巨大偏差,仍然保持共面。

“這是一個引人入勝的發現,”馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院的天文學家 Amaury Triaud 說。“這就是自然:你觀察,你會發現非凡的東西。”

本文經《自然》雜誌許可轉載。這篇文章最初於 2013 年 10 月 17 日發表

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