在過去的30年里，人們發(fā)現(xiàn)了近4000個(gè)類行星圍繞太陽系外的孤立恒星(系外行星)運(yùn)行。從2011年開始，美國國家航空航天局(NASA)的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡(Kepler?Space?Telescope)有可能觀測(cè)到第一批系外行星，它們圍繞年輕的雙星系統(tǒng)運(yùn)行，雙星由兩顆仍在燃燒的氫組成。

巴西天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第一顆系外行星存在的證據(jù)，該行星圍繞著一顆更古老或更進(jìn)化的雙星運(yùn)行，其中一顆恒星已經(jīng)死亡，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)于2019年4月9日發(fā)表在美國天文學(xué)會(huì)(AAS)出版的《天文學(xué)》上。

博科園：第一作者萊昂納多·安德拉德·德阿爾梅達(dá)(Leonardo?Andrade?de?Almeida)說：我們成功地獲得了相當(dāng)確鑿的證據(jù)，證明在一個(gè)演化的雙星系統(tǒng)中存在一顆質(zhì)量幾乎是木星13倍的巨大系外行星，這是第一次證實(shí)系外行星存在于這類星系中。Almeida目前是北里約熱內(nèi)盧Grande?do?Norte聯(lián)邦大學(xué)(UFRN)的博士后研究員，曾在圣保羅大學(xué)天文、地球物理和大氣科學(xué)研究所(IAG-USP)進(jìn)行博士后研究，他的導(dǎo)師是該研究的共同作者奧古斯托·達(dá)米內(nèi)利教授。日蝕時(shí)間的變化(兩顆恒星各自發(fā)生日蝕的時(shí)間)和軌道周期的變化使研究人員發(fā)現(xiàn)了這顆系外行星

它位于進(jìn)化的雙星KIC?10544976中，位于北半球天鵝座。雙星軌道周期變化是由于三個(gè)物體之間的萬有引力，它們圍繞著一個(gè)共同的質(zhì)心運(yùn)行。然而，軌道周期的變化不足以證明雙星存在行星，因?yàn)殡p星的磁性活動(dòng)是周期性波動(dòng)，就像太陽磁場(chǎng)每11年改變一次極性一樣，伴隨著湍流和太陽黑子的數(shù)量和大小達(dá)到頂峰，然后下降。太陽磁場(chǎng)活動(dòng)的變化最終會(huì)導(dǎo)致其磁場(chǎng)變化，所有孤立的恒星也是如此。在雙星中，由于我們所稱的阿普爾蓋特機(jī)制，這些變化也會(huì)引起軌道周期的變化。

形成假設(shè)

圍繞雙星運(yùn)行的行星是如何形成尚不清楚。一種假設(shè)是，它與數(shù)十億年前的兩顆恒星同時(shí)形成。如果是這樣的話，它將是第一代行星。另一種假設(shè)是，它是由白矮星死亡時(shí)噴出的氣體形成，這使它成為第二代行星。利用新一代地面望遠(yuǎn)鏡，包括安裝在智利阿塔卡馬沙漠的巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡(GMT)，可以確認(rèn)它是第一或第二代行星的地位，并在圍繞雙星運(yùn)行時(shí)直接探測(cè)到它。新一代地面望遠(yuǎn)鏡的主反射鏡超過20米，格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間預(yù)計(jì)將在2024年首次見到曙光。天文學(xué)家正在探測(cè)20個(gè)系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，外部物體可以顯示引力效應(yīng)，比如KIC?10544976，其中大多數(shù)只能從南半球觀測(cè)到。

格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間將使我們能夠直接探測(cè)到這些物體，并就這些奇異環(huán)境的形成和演化以及那里可能存在生命得出重要的答案。為了反駁KIC?10544976軌道周期的變化僅僅是由于磁活動(dòng)的假設(shè)，研究人員分析了日食時(shí)間變化和雙星活動(dòng)周期的影響。KIC?10544976由一顆白矮星、高表面溫度的低質(zhì)量恒星和一顆紅矮星組成。紅矮星是一顆活的(磁活性的)恒星，與太陽相比，質(zhì)量較小，由于能量輸出低而亮度不足。這兩顆恒星分別在2005年至2017年和2009年至2013年由地面望遠(yuǎn)鏡和開普勒望遠(yuǎn)鏡監(jiān)測(cè)，每分鐘都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)。

這個(gè)系統(tǒng)是獨(dú)一無二的，沒有類似的系統(tǒng)有足夠的數(shù)據(jù)來讓我們計(jì)算這顆活恒星的軌道周期變化和磁循環(huán)活動(dòng)。使用開普勒數(shù)據(jù)能夠估計(jì)磁性周期活明星(紅矮星)基于速率和耀斑的能量(大爆發(fā)的電磁輻射)和可變性由于斑點(diǎn)。數(shù)據(jù)分析表明，紅矮星的磁活動(dòng)周期持續(xù)了600天，這與低質(zhì)量孤立恒星的磁活動(dòng)周期估計(jì)一致。雙星的軌道周期估計(jì)為17年。這完全駁斥了軌道周期變化是由磁活動(dòng)引起的假設(shè)。最合理的解釋是存在一顆巨大的行星圍繞這顆雙星運(yùn)行，其質(zhì)量大約是木星的13倍。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自:?FAPESP

參考期刊文獻(xiàn):《天文學(xué)》

DOI:?10.3847/1538-3881/ab0963

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