沒有朋友的“熱木星”系外行星也許并不孤獨
一個藝術家的10個熱木星世界的印象出現在最大的系外行星大氣光譜目錄中。科學家說，朋友這些行星的系獨多云大氣可能隱藏了水的信號。熱木星在它們的外行星系中經常是孤獨的。(圖片鳴謝:NASA/ESA)
（神秘的星也許并地球uux.cn）據美國太空網（Sharmila Kuthunur）：類似木星的系外行星非常靠近它們的母恒星，長期以來被認為在它們的不孤宇宙鄰居中沒有朋友。一項新的熱木星研究表明，事實上，朋友它們中的系獨許多可能有行星伴侶。
天文學家認為，外行大多數熱木星，星也許并即至少與木星一樣大，不孤但在10天或更短時間內繞其恒星一周的熱木星系外行星，以及它們的朋友堂兄弟，在10天內繞其恒星一周的系獨暖木星，都是其恒星系統中的孤獨居民。天文學家認為，這些氣體巨星形成并向其恒星遷移后，其巨大的引力將其他行星拋出了星系。直到最近，觀察支持這一理論。
但是這項新的研究分析了美國宇航局開普勒太空望遠鏡的數據，發現12%的已知熱木星和高達70%的暖木星，事實上可能有鄰近的行星伴星。
“熱木星并不像我們想象的那樣孤獨，”印第安納大學布魯明頓分校的天文學教授、這項新研究的作者王松虎上周在新墨西哥州阿爾伯克基舉行的美國天文學會第242次會議上說，并在網上公布。“在同一個系統中，附近是否存在其他同伴，提供了暗示它們形成歷史的最基本屬性。”
在過去的三十年里，科學家們一直在炎熱和溫暖的木星附近尋找行星伴星。他們使用現已退役的開普勒飛船和美國宇航局的另一個系外行星獵人，凌日系外行星調查衛星(TESS)的數據，從飛船的角度看，尋找當一顆行星“凌日”到恒星盤面前并短暫遮擋部分光線時產生的恒星亮度下降。
王說，雖然這種方法對于尋找行星來說非常好，但它不能揭示更多關于較小的系外行星，并且不以航天器可以觀察它們凌日的方式排列，這可能是為什么以前的研究大多沒有探測到熱木星附近的同伴。
因此，為了發現這些看不見的鄰居，王和他的團隊沒有關注凌日，而是研究了這些附近世界的引力如何影響高溫和高溫木星的軌道速度。王說，這種方法被稱為凌日變化，或TTV，不需要一顆伴星在望遠鏡前過境，允許天文學家探測靠近熱木星的世界，這種方法無法發現。
在開普勒的數據中，王的團隊研究了101顆木星大小的行星，并探測到了其中16顆來自附近同伴的TTV信號。兩個信號來自被稱為開普勒-412 b和開普勒-1976 b的熱木星附近的世界。
開普勒-412 b是一顆巨大的氣態系外行星，于2014年發現，距離地球約3500光年，位于銀河系內天琴座的邊界。它的重量相當于木星，在270萬英里(430萬公里)的距離上繞其主星運行一周需要1.7天。另一方面，今年發現的開普勒-1976 b每五天繞其恒星運行一周，距離約為520萬英里(830萬公里)。相比之下，水星平均距離太陽3600萬英里(5800萬公里)。
研究人員在新的研究中寫道，檢測到的16個TTV信號中的其余14個暗示了溫暖的木星附近的行星，但研究中檢測到的信號都無法揭示軌道同伴的具體信息，如它們的大小或質量。
25年來，熱木星和暖木星究竟是如何演化到它們圍繞宿主恒星的短周期軌道的，一直是一個懸而未決的問題。一個領先的理論認為，熱木星形成于遠離其主星的高度橢圓形軌道上，隨著時間的推移，這些軌道收縮成緊密的圓形路徑。在這個過程中，氣體巨星向它們的母星遷移。在途中，這些巨行星與其他行星發生引力相互作用，幾乎將它們踢出了自己的星系。這樣，他們很快就變成了今天看到的孤獨世界。
第二種較少被引用的理論認為，熱木星形成于恒星盤的外部區域，但以一種更和平的方式向內遷移，這使得它們能夠與附近的其他行星同伴共存。到目前為止，天文學家只找到了少數這樣的系統來支持這一理論。
在這項新的研究中，王和他的合作者提出了一個“統一的框架”，將兩種理論結合起來。根據這項研究，大約12%的氣態巨行星與其他行星一起形成在恒星系統中，但沒有與它們的行星鄰居發生強烈的引力相互作用，這可以解釋少數被檢測到的熱木星及其附近的同伴，而其余88%的行星將從它們的系統中剝離其他行星，支持開普勒和TESS的觀察。
王在上周的新聞發布會上說，雖然科學家們仍然沒有完全理解熱木星如何向內遷移，但它們周圍鄰居世界的存在有力地證明了并非所有熱木星都像以前認為的那樣有暴力歷史。
這項新的研究發表在三月份的《天文雜志》上。
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