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改写认知:一颗巨行星环绕比它更小的天体运转,为什么会这样?

9月16日《天然》期刊上宣告了一篇论文,TESS望远镜发现一颗巨型系外行星,正环绕一颗比它小得多的天体运转,威斯康辛大学麦迪逊分校的天文学助理教授安德鲁?范德堡称,这是同类天体中发现的第一个!

为什么会有这种小马拉大车的现象?

安德鲁?范德堡和他的搭档们是在研讨TESS系外行星查找望远镜获得的数据时分发现这个编号为WD 1856 b,间隔地球约80光年外的天体,他们留意到了这个天体在某个时间亮度下降,从而调用了NASA的Spitzer太空望远镜在红外波段下细心观测了该天体!

Spitzer Space Telescope

成果NASA的Spitzer太空望远镜发现,WD 1856 b本身没有显着的红外波段辐射,这表明该物体是一颗行星,而不是低质量的恒星或许棕矮星。而经过观测发现,WD 1856 b的母星WD 1856是一颗白矮星,直径只要该行星的1/7!

WD 1856星系

大行星为什么能绕着比它小许多的天体运转?

其实这颗编号为WD 1856的白矮星,可不是一般天体,而是恒星的尸身。这种天体是怎样诞生的呢?大约在8-10倍太阳质量以内的恒星,演化到晚期时,会阅历几个进程,首先是由于内核温度上升,焚烧速度添加,恒星会胀大!

然后是0.8~2.5倍太阳质量左右的恒星由于内核温度不够高,氢元素焚烧后的氦会堆积在内部,但随着氦不断堆积内核温度会越来越高,终究内核简并状况的氦会产生聚变,但简并核的核聚变会热失控,终究在极短的时间内就会悉数聚变,产生氦闪,许多的恒星物质会抛射到星系内,直接炸毁行星!但这依然没有结束,氦闪会产生屡次。

在2.5~8倍左右的恒星,则由于内核温度够高,它能一向焚烧氦元素,只会逐步胀大,构成红巨星,体积乃至能胀大到本来的数百倍乃至更大,所以它也会吞噬自己星系内的行星。但终究都会外壳抛去构成白矮星。

白矮星的特别性质

白矮星是一种十分风趣的天体,越大质量的白矮星,直径越小,而越小质量的白矮星,直径反而越大!比方像太阳这样的恒星构成的白矮星,质量大约是之前的50%左右,但直径却和地球差不多大!而比太阳更小的恒星,它们构成的白矮星则会更大,比方这颗WD 1856 b环绕公转的白矮星是它的1/7,大约是1.8万千米,这个直径要比地球大许多!

而WD 1856 b这颗行星的直径则高达13万千米左右,大约比木星稍小一下,比土星要得多,并且它间隔白矮星过近,只需要34小时就能公转一圈,比水星公转速度快60倍以上!

如此近的间隔内,还能在恒星演化到白矮星的状况下生计下来,有一点是必定的,这颗白矮星的前身是一颗并不会太胀大的介于红矮星和黄矮星之间的天体,不然它将在红巨星的状况中遭到巨大的阻力,终究掉入恒星!

因而NASA科学家以为这是世界中罕见的实践事例之一!

TESS以及它的系外行星查找方案

提到系外行星的查找,那么不得不提一下TESS方案,这是自开普勒行星查找望远镜退役后,TESS望远镜就开端接班了,与开普勒望远镜查找的天鹅座一小块区域以及大约1000-3000光年外不一样,TESS望远镜更实际一点,由于它是查找全天区大约300光年内的系外行星!

虽然关于人类来说光年这个间隔单位仍是太遥远了,但很显着300光年比3000仍是近了许多,TESS望远镜用两种比较常用的办法来查找系外行星:

运用光变的凌星法

运用多普勒频移法

第一种其实很简单了解,当行星环绕恒星公转时,它会在某一个时间遮挡恒星,虽然行星不大,但仍是会引起恒星光变,然后剖析光变起伏和周期,就能剖分出这颗行星的许多数据,乃至还能剖分出这颗行星是否在宜居带,是否或许存在液态水等等。

但凌星法只能监测行星公转轨迹盘面朝向地球的,因而并不能无条件运用,另一种是多普勒频移导致径向速度法,这是运用恒星和行星公转时形成的纤细动摇,由于多普勒频移会导致恒星谱线呈现十分细小的移动!

除了这两个常用的办法外还有重力微透镜、脉冲星计时法、拱星盘、恒星大气的污染或许直接印象法等等!

但后边哪些办法由于有各种严苛的条件,乃至特别形状下运用,因而系外行星查找最常用的仍是前两种,而凌星法则是能够用来巡天的,因而TESS用来查找系外行星时用的便是凌星法!

TESS自2018年4月18日上天以来,现已发现了许多系外行星,其间比较颤动的新闻是2019年8月2日,NASA宣告发现间隔31光年外的系外行星或许存在一颗宜居行星!

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