来自大熊的超级木星

2024-09-16 19:01来源:本站编辑

这一发现背后的科学家来自尼古拉斯·哥白尼大学天文研究所:habil博士。Gracjan Maciejewski, NCU教授,habil博士教授。Andrzej Niedzielski教授,habil博士。Krzysztof Goździewski和第五年的宇航员我的学生Julia Sierzputowska。他们与来自西班牙和美国的研究人员合作,其中包括亚历山大·沃尔什赞教授,他们在著名的科学杂志上描述了这一宇宙发现“阿斯特罗经济学与天体物理学”。

一个国际镍业不显眼的恒星有一颗巨大的行星

我们面对的是一颗极其巨大的系外行星,它的质量是太阳系中最大的行星木星的11倍。它绕其母星公转14年,距离其母星有6个天文单位(天文单位)。]是天文学中常用的距离度量单位,即地球和太阳之间的平均距离。它是149,597,870.7公里。例如:月球离地球0.026天文单位,木星离太阳5.2天文单位)。

“我们看不到行星,但我们可以用一个小到10厘米的小型望远镜发现它所围绕的恒星。这颗恒星的物理参数与太阳相似。数据表明,它的质量比太阳大20%,是太阳的两倍。有趣的是,它已经完成了太阳目前所处的进化阶段;它有一个50亿年前的后院。因此,我们可以估计这也是整个行星系统的年龄,”Habil博士解释说。Gracjan Maciejewski, NCU教授,NCU天文研究所研究小组的负责人。“它位于天空的北侧大熊星座,被命名为HD 118203,因为它最初被列在亨利·德雷珀的恒星目录中,编号是这个。”

一个多世纪前用来为这个目录进行观测的望远镜现在位于托伦附近的皮尼斯天文台。

德雷珀望远镜是世界上最早的占星仪之一,或者说是天球现象的摄影记录仪。它建于1891年,作为对英年早逝的美国光谱物理学家亨利·德雷珀的“纪念”,他的妻子安娜·玛丽亚与他一起支持了哈佛天文台由爱德华·c·皮克林领导的雄心勃勃的计划,该计划旨在编制一份恒星照片和可见光亮度及其光谱分类的目录。这架位于剑桥的望远镜拍摄了6万多张天空的光度和光谱图像,它对皮克林的意图做出了很大的贡献,以至于汇编的包含近25万颗恒星的目录被称为亨利·德雷珀目录。“HD”的恒星名称至今仍在使用,并且为世界各地的天文学家所熟悉。

德雷珀的占星图是怎么传到皮尼斯的?1947年秋,国立中央大学天文台第一个直径5米的旋转圆顶观景台开始建设。两年后,剑桥送来的占星仪站在那里,经过必要的调整,开始了定期的观测工作。

今天,这个有趣的纪念碑,在世界上是独一无二的,已经成为一个吸引游客到NCU天文研究所在皮尼斯。

耐心会有回报

近20年来,天文学家已经知道恒星HD 118203围绕着一颗相当大的行星运行。2006年,人们发现了第一颗气态巨行星,它的质量是木星的两倍,在短短6天内绕恒星运行。

然而,多普勒观测表明,这并不是故事的结局,那里可能还有另一颗行星。因此,我们立即将该系统纳入我们的观测计划,”该发现的合著者Andrzej Niedzielski教授说。“起初,作为托伦-宾夕法尼亚系外行星研究计划的一部分,我们与亚历山大·沃尔兹赞教授合作,用地球上最大的光学仪器之一——位于德克萨斯州的9米霍比-埃伯利望远镜——追踪了这个物体。”

结果是如此令人鼓舞,以至于托罗尼亚人和来自西班牙的合作者继续在加那利群岛观测这颗恒星,使用的是意大利伽利略望远镜。这个天文台配备了为发现行星而设计的最好的仪器。

Niedzielski教授补充说:“然而,八年的研究并没有给出它是什么类型的物体的答案。”

托伦的天文学家又花了7年时间才获得无可争辩的证据,证明他们正在处理一颗行星。

“耐心会有回报,”马切耶夫斯基教授说。“2023年3月收集的新观测结果对确定这颗行星的轨道参数至关重要。此外,由于一颗行星绕其恒星运行一圈需要数年时间,因此我们能够将多普勒观测结果与现有的天体测量结果结合起来,明确地确定其质量。这使我们能够建立这个行星系统的完整模型,并研究它的动力学行为。”

然而,在此之前,有必要确保没有更多的行星隐藏在系统中。这项任务由天文学学生Julia Sierzputowska承担。

“我分析了凌日系外行星测量卫星太空望远镜获得的光度观测结果,结果显示,HD 118203周围没有其他行星的大小超过地球的两倍,因此质量不足以研究该系统的动力学。”

行星串联

结果天文学家发现了一个等级行星系统。

Krzysztof教授Goździewski对该系统动力学进行了详细的数值研究,他解释说:“这是一种奇特的结构,其中一颗行星与它的恒星形成紧密的一对,而另一颗行星在足够宽的轨道上围绕这对行星运行,从而与第一颗行星形成另一对。”

这两颗行星质量都很大,轨道也都很长。尽管如此,它们的相互引力影响不会在数百万年的尺度上破坏系统的稳定。

“我们已经证明,这是由于广义相对论产生的影响。如果没有这些影响,行星的行为就会像抖动的弹簧一样,不断改变轨道的形状和它们在太空中的方向,”Goździewski教授补充道。

宇宙的答案

天文学家承认,关于行星系统的形成和演化的知识仍然隐藏着许多基本的未知。像HD 118203这样的等级系统,目前已知的只有12个,使他们能够探索大质量行星形成的假设。

马西耶夫斯基教授说:“关于这种行星结构的发展路径是一个有趣的问题。”“虽然从我们——太阳系的居民——的角度来看,它们相当‘外来’,但了解有大质量气体行星的系统似乎很重要,这样我们就可以了解离我们最近的‘天文学后院’。”

“我们的工作没有结束。我们仍在进行观测和分析数据——有机会进一步发现行星,”涅兹尔斯基教授说。“令人欣慰的是,我们设法让学生和博士生参与到这项有趣而重要的研究中来。”

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