在天龍座中，肉眼可以看到HD 158259的這顆恒星，在過(guò)去的七年里，天文學(xué)家們一直在使用索菲光譜儀對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)。這臺(tái)儀器安裝在法國(guó)南部的上普羅旺斯天文臺(tái)，獲得了這顆恒星的300個(gè)測(cè)量值。

由日內(nèi)瓦大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HD 158259有六個(gè)行星伴星：一個(gè)“超級(jí)地球”和五個(gè)“小海王星”。

這些行星顯示出異常規(guī)則的間距，這暗示了該系統(tǒng)可能是如何形成的。其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上，研究還包括泰斯太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)這顆恒星的觀測(cè)，它揭示了這顆行星最內(nèi)部的密度。HD 158259恒星的索菲測(cè)量，可以非常精確地測(cè)量恒星的徑向速度，也就是恒星在視線(xiàn)方向的速度。這與2019年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲在1995年發(fā)現(xiàn)51 Peg b的測(cè)量類(lèi)型相同。

更重要的是，51pegb和hd 158259的6顆行星探測(cè)是用同一望遠(yuǎn)鏡完成。在1995年揭開(kāi)如此小行星的系統(tǒng)是不可行的，在2006年索菲的安裝也不行。UNIGE理學(xué)院天文學(xué)系教授兼觀測(cè)項(xiàng)目協(xié)調(diào)人弗朗索瓦·布希(Fran?ois Bouchy)表示：由于獲得了大量測(cè)量數(shù)據(jù)，以及儀器和信號(hào)處理技術(shù)有了戲劇性的改進(jìn)，這個(gè)特殊系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)才成為可能。華威大學(xué)研究員、該研究的合著者保羅·A·威爾遜(Paul A.Wilson)表示：

“共振”六行星系統(tǒng)

這是一項(xiàng)偉大的研究，表明小型望遠(yuǎn)鏡通過(guò)使用資金充足的舊天文臺(tái)進(jìn)行高質(zhì)量研究，在推動(dòng)天文學(xué)進(jìn)步方面發(fā)揮了重要作用。索菲光譜儀的觀測(cè)顯示，距離HD 158259最近的那顆行星和這五顆外行星質(zhì)量分別是地球的2倍和6倍。這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是小型的，從這個(gè)意義上說(shuō)，最外面的行星到恒星的距離比水星和太陽(yáng)之間的距離小2.6倍。此外，美國(guó)宇航局苔絲號(hào)（TESS）太空望遠(yuǎn)鏡觀察到，當(dāng)最里面的行星在觀測(cè)者和恒星之間過(guò)境時(shí)，恒星亮度降低了。

馬賽天體物理實(shí)驗(yàn)室的研究員、該研究的合著者伊莎貝爾·博伊斯(Isabelle Boisse)說(shuō)：苔絲號(hào)的測(cè)量有力地支持了對(duì)這顆行星的探測(cè)，并使我們能夠估計(jì)它的半徑，這帶來(lái)了關(guān)于行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常有價(jià)值的信息。已知的多行星系統(tǒng)有數(shù)百個(gè)，但只有十幾個(gè)系統(tǒng)包含六個(gè)或更多的行星。圍繞HD 158259運(yùn)行的六顆行星的存在，使這個(gè)系統(tǒng)引人注目，但它最有趣的特點(diǎn)是規(guī)律性。事實(shí)上，任何兩顆后續(xù)行星的周期比都接近3：2。

這意味著當(dāng)?shù)谝活w行星完成三周公轉(zhuǎn)時(shí)，第二顆行星大約完成兩周公轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙w行星完成三圈運(yùn)行時(shí)，第三顆行星完成大約兩圈，以此類(lèi)推。這種情況在“共振”一般框架中得到了更好的理解，“共振”在行星系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)幾顆行星在完成了可能不同數(shù)量的軌道后，發(fā)現(xiàn)自己周期性地處于相同的構(gòu)型時(shí)，我們就說(shuō)它們處于共振狀態(tài)。

推論系統(tǒng)的歷史

UNIGE理學(xué)院天文學(xué)系研究員、行星研究所成員、該研究的第一作者內(nèi)森·C·哈拉說(shuō)：這就好比幾位音樂(lè)家敲打著截然不同的節(jié)奏，但他們?cè)诿總€(gè)小節(jié)的開(kāi)頭都在同時(shí)敲打，行星也可以靠近共振，但不完全在共振范圍內(nèi)，這就是HD 158259恒星的行星情況。為什么這個(gè)系統(tǒng)很有趣？研究行星系統(tǒng)的目的之一是了解它們的形成，關(guān)于這個(gè)主題，還有幾個(gè)問(wèn)題仍在爭(zhēng)論中。特別要指出的是，行星是在接近其在星系中的最終位置形成，還是在形成后在整個(gè)系統(tǒng)中移動(dòng)的？

后一種情況被稱(chēng)為行星遷移，似乎解釋了恒星HD 158259六顆行星的形成。UNIGE理學(xué)院天文學(xué)系教授斯蒂芬·烏德里(Stephane Ury)表示：已知有幾個(gè)小型的系統(tǒng)，其中有幾顆行星處于共振狀態(tài)或接近共振狀態(tài)，比如TRAPPIST-1或開(kāi)普勒-80。這類(lèi)系統(tǒng)在向恒星遷移之前會(huì)遠(yuǎn)離恒星形成。在這種情況下，共振起到了至關(guān)重要的作用。在HD 15829的系統(tǒng)中，當(dāng)一顆行星完成三圈運(yùn)行時(shí)，它最近的外部鄰居大約完成兩圈。

在這里，‘關(guān)于’很重要，除了3：2周期比例的普遍存在之外，這也構(gòu)成了這個(gè)系統(tǒng)的獨(dú)創(chuàng)性。行星離共振很近，但并不完全在共振范圍內(nèi)。這表明，行星在過(guò)去曾被困在共振中，同步遷移，然后遠(yuǎn)離共振。此外，目前周期比偏離3：2包含了豐富的信息。一方面有了這些值，另一方面有了潮汐效應(yīng)模型，天文學(xué)家可以在未來(lái)的研究中限制行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？偠灾到y(tǒng)的現(xiàn)狀，給了天文學(xué)家一個(gè)關(guān)于它形成的窗口。

博科園｜研究/來(lái)自：天文學(xué)與天體物理學(xué)

參考期刊《日內(nèi)瓦大學(xué)》

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