新發現外星行星擁有罕見的三重太陽

KELT-4Ab 是已知第四個包含三顆恆星的系統

這張藝術家描繪的 HD 1885 Ab 的概念圖,是第一個已知位於三星系統中的行星,它的日落景象與 KELT-4Ab 類似。這兩個系統都包含一對遙遠地圍繞著行星宿主單星執行的恆星。

圖片來源:NASA/JPL-Caltech

讓塔圖因黯然失色:一顆新發現的外星行星的天空中不是一顆、也不是兩顆,而是三顆太陽。

雖然科學家知道許多擁有兩顆太陽的行星,但天空中擁有三顆明亮恆星的行星則更為罕見。這個新發現的遙遠世界,被稱為 KELT-4Ab,它圍繞著一顆恆星執行。而這顆恆星又被附近的一對恆星所環繞。新的研究表明,這對雙星距離這顆行星足夠近,以至於它們在天空中看起來和滿月一樣明亮。

除了提供一個與地球截然不同的太陽系例子之外,這種奇怪的排列方式可能有助於深入瞭解那些靠近其母星的氣態巨行星(被稱為“熱木星”)是如何演化的。[最奇怪的外星行星(圖集)]


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三重日落

KELT-4Ab 的質量大約與木星相當,它每三天圍繞單星 KELT-A 執行一次。附近的恆星 KELT-B 和 KELT-C 每 30 年相互環繞一次,它們一起大約每 4000 年圍繞 KELT-A 及其行星執行一次。

哈佛-史密森天體物理學中心的副研究員傑森·伊斯特曼(Jason Eastman)是一項研究的主要作者,該研究使用了位於亞利桑那州和南非的兩個機器人望遠鏡,組成了千度極小望遠鏡(KELT),以識別包含單星 KELT-A、更遙遠的配對星 KELT-BC 和過熱行星的系統。

雖然行星大氣層的組成尚不清楚,但伊斯特曼告訴 Space.com,站在行星上方的大氣層中(因為你不能站在它的表面),單星看起來會比地球天空中太陽的大小大 40 倍左右。雙星中的每個成員都會像滿月一樣明亮,但如果沒有好的望遠鏡,它們看起來就像天空中相隔約一個小指寬的光點。

伊斯特曼說:“這兩顆恆星大約每 30 年相互環繞一次,每 4000 年它們會圍繞 KELT-4A 執行一週。”

圍繞三星執行的行星非常罕見;KELT-4Ab 是已知第四個包含三顆恆星的系統。其中,KELT-A 是最亮的宿主星,不僅因為它比其他三個系統中的恆星更熱,還因為它離地球非常近,只有 680 光年。

該研究發表在《天文期刊》上。

熱木星

熱木星不應該存在。它們都不應該存在,”伊斯特曼說。

他說:“像木星一樣大小的氣態行星應該在更遠的地方[遠離它們的母星]形成並留在那裡,就像我們自己的木星一樣。” “它們究竟是如何靠得這麼近仍然是一個懸而未決的問題,但一種理論認為,這是由於與第三個天體(在本例中為第三個和第四個天體 KELT-BC)的熱相互作用而發生的遷移。”

當天文學家發展出最初的行星形成理論時,他們所能利用的只有太陽系。當首次發現的系外行星是在幾天內繞其恆星執行的氣態巨行星時,它顛覆了現有的理論,並使科學家們爭先恐後地瞭解新觀測到的系統是如何存在的。伊斯特曼說,大多數科學家似乎都同意,這些巨大的天體在完成形成後,在伴行星、恆星或其他過程的驅動下,移動到了目前的位置。

伊斯特曼說:“雙星系統 KELT-4BC 可能是最終將行星 KELT-4Ab 推向其恆星的近處的原因。”

利用 KELT 生成的調查,科學家們識別出了潛在的行星 KELT-4Ab,然後用其他幾種儀器證實了它的存在。與更著名的 NASA 開普勒飛船一樣,KELT 依靠凌日法來探測系外行星,觀察當行星在恆星和地球之間經過時,恆星的光量如何下降。

伊斯特曼說:“KELT 與[其他凌日調查]在幾個方面有所不同。” “它擁有更小的望遠鏡、更大的視場和比其他成熟的凌日調查更大的畫素比例。”

這些特徵故意將儀器偏向更亮的恆星,伊斯特曼說,這允許更廣泛的觀測和表徵。其中包括確定行星的軌道平面是否從地球上看起來是邊緣的,或者平面是否傾斜,這個過程使科學家能夠更精確地計算恆星的質量。

展望未來

當 KELT-4 系統最初於 1973 年被觀測到時,它被認為只擁有兩顆恆星。直到將近 40 年後,伊斯特曼觀測到該系統,其中一顆單星才被分解為兩個個體。

伊斯特曼說:“在之前所有的觀測中,KELT-4B 和 KELT-4C 都混合在一起,看起來就像一顆恆星。”

這是科學家觀測雙星系統時面臨的反覆出現的挑戰——將近軌道恆星分解為雙星對。伊斯特曼說,許多已知的行星可能生活在未知的三星系統中。KELT-4 系統中的雙星如此容易地被識別為兩顆獨立的恆星而不是一顆的原因之一是該系統距離地球很近。

歐洲航天局的蓋亞衛星目前正在執行一項為期五年的任務,它將在未來幾年觀測這個三星系統。這些觀測將能夠更精確地測量到 KELT-4A 的距離,從而更詳細地測量它的質量和半徑,這將導致對行星的質量和半徑進行更精確的測量。

伊斯特曼說:“但更令人興奮的是,蓋亞將能夠測量 KELT-4BC 雙星對圍繞 KELT-4A 的運動。”

測量這對恆星的路徑將有助於改進它們如何影響行星遷移的模型,將其推向離其母星更近的地方。透過這樣做,它將幫助科學家瞭解熱木星是如何設法在如此靠近其母星的地方形成的。

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