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科技工作者之家 2020-03-23
过去二十年中,人们发现了成千上万颗系外行星。某些行星就像《星球大战》中天行者卢克的家乡“塔图因”一样,同时围绕着两颗恒星运动。
在阿塔卡马大型毫米/亚毫米望远镜阵列(ALMA)的帮助下,科学家们获得了关于系外行星的观测结果。然而,科学家们迄今为止研究的大多数行星盘都是围绕单颗行星运行的,而“塔图因”的系外行星形成于围绕双星的行星盘中,即“环双星盘”(circumbinary disks)。
据美国国家射电天文台(NRAO)官网3月19日消息称,天文学家通过ALMA在若干环双星盘中发现:某些系外行星的公转轨道具有令人惊叹的几何形状——环绕最致密双星系统的原行星盘都具有几乎与之重合的公转轨道平面,而密度相对较低、面积更广环双星盘则具有严重倾斜的轨道平面。这类天体系统为我们了解行星如何在复杂的星际环境中形成提供了参考。
天文学家们将这些环双星盘的ALMA观测数据与开普勒(Kepler)太空望远镜发现的12颗“塔图因”系外行星进行了对比研究。令人惊讶的是,研究小组发现双星和其环双星盘的偏离程度与这两颗宿主恒星的轨道周期有很大关系。轨道周期越短,该系统就越有可能在其轨道平面上拥有一个星盘;而一旦周期超过一个月,这些双星通常就会具有倾斜的星盘。
美国加州大学伯克利分校的天文学家Ian Czekala介绍道:“我们发现,围绕致密双星运行的小型星盘和开普勒任务发现的环双星系外行星之间存在着明显的重叠。”
由于开普勒的主要任务持续了4年,天文学家只能利用不到40天的时间来找寻绕双星运行的系外行星,而发现的所有对象都与其宿主恒星的轨道平面是一致的。一个挥之不去的谜团是,宇宙中是否存在许多开普勒难以找到的、偏离轨道平面的系外行星。“通过我们的研究,我们现在知道,开普勒很可能并没有漏掉大量具有倾斜轨道平面的系外行星,因为围绕致密双星的星盘通常也与其宿主恒星的运行平面是一致的。”
尽管如此,基于这项发现,天文学家们还是可以得出这样的结论:围绕宽松双星运行的倾斜行星可能是存在的,可以利用直接成像和微透镜技术搜寻它们的踪迹。Czekala目前想要找出为什么在星盘是否倾斜和双星运行周期之间存在如此高的相关性。他展望道:“我们希望借助具有极高精准度的ALMA和下一代甚大望远镜阵列(Very Large Array)来研究星盘结构,以尝试理解扭曲或倾斜的星盘会如何作用于行星的形成环境,以及这可能会如何影响其中孕育的行星数量。”
科界原创
编译:朱明逸
审稿:alone
责编:雷鑫宇
期刊来源: 《天体物理学杂志》
期刊编号:0004-637X
原文链接:
https://public.nrao.edu/news/the-strange-orbits-of-tatooine-planetary-disks/
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