发现类太阳恒星周围的两个行星系统
今天(12月15日)在《天文学与天文学》杂志上发表的一项研究天体物理学揭示了两个新的行星系统的发现,它们绕着类似于太阳的恒星运行,也称为太阳类比。
这项研究由国家天体物理学实验室(LNA/MCTI)的全职研究员、巴黎天体物理学研究所(IAP)的副研究员EderMartioli博士和GuillaumeHébrard博士领导。巴黎天体物理学研究所(IAP)研究员。
负责探测这两个系统(名为TOI-1736和TOI-2141)的观测是使用NASA的TESS太空望远镜和安装在南部上普罗旺斯天文台(OHP)1.93m望远镜上的SOPHIE摄谱仪进行的。法国,如图1所示。
此类行星系统不仅拓展了我们对围绕太阳运行的行星形成和演化的理解类似恒星,而且还可以通过利用主恒星和我们的太阳。
发现系外行星
1995年,使用OHP的同一台1.93m望远镜发现了第一颗围绕类太阳恒星51Pegasib运行的系外行星,天文学家MichelMayor和DidierQueloz因此获得了诺贝尔物理学奖。标志着我们对宇宙中行星系统理解革命的开始。
如今,已知的系外行星超过5,500颗,并且这一数字与日俱增。这些天体的发现为研究恒星周围行星的出现以及不同系统中发现的各种物理特征提供了机会。
自发现第一颗系外行星以来得到的教训之一是,太阳系并不是唯一的,并且并不包含所有可能类型的行星。例如,飞马座51b的大小与木星相当,但其轨道比太阳系中任何其他行星都更靠近其恒星,因此被称为“热木星”。系外行星系统中其他常见的行星类型包括超级地球和迷你海王星,两者都不存在于我们的太阳系中。
另一个重大发现是,各种恒星类型,无论是更大还是更小、更热还是更冷,都不会阻止行星的形成。然而,恒星类型可以影响某些行星类型的频率。
EderMartioli博士团队的工作重点是研究两颗与太阳非常相似的恒星,每颗恒星都拥有一颗迷你海王星,其中一颗还拥有一颗超级木星。这些行星在太阳系中都没有对应的行星。这使得我们能够更深入地了解具有独特特征的行星的存在,以及这些天体如何在类似于太阳的环境中演化。
行星系统TOI-2141
本次发现的第一个系统TOI-2141由一颗距离我们250光年的恒星组成,其大小几乎与太阳相同,年龄也比太阳稍早一些。它的化学成分还揭示了与太阳相比,其重元素的稀缺性。这些较重元素的数量是行星形成过程中的重要因素。
行星TOI-2141b是使用凌日法检测到的凌日法,该行星经过恒星前方,导致小型周期性日食,从而使通过监测恒星亮度的变化来检测它。这颗行星的直径是地球的三倍,质量约为地球的24倍,被归类为迷你海王星。它每18.26天绕恒星运行一周,保持的距离仅为地球与太阳之间距离的13%。
由于距离恒星较近,估计该行星的温度约为450°C。它的密度表明存在岩石核心和含有大量水的大气,尽管由于高温而仅以气态形式存在。该系统中尚未发现其他行星,但由于观测方法的限制,不排除发现更小行星的可能性。
图2:TOI-1736行星系统的艺术表现,其中对TOI-1736c(左侧)和TOI-1736b(中间)行星进行了超比例描绘。图片来源:莱安德罗·德·阿尔梅达。
行星系统TOI-1736
这一发现的第二个系统,TOI-1736,已经显示出自己有些奇特。主星距离太阳290光年,与太阳非常相似,特别是在温度和年龄方面,仅比太阳大15%左右,重化学元素浓度略高。
在这项研究中,发现TOI-1736系统有一颗较小且温度较低的伴星,从而将其描述为双星系统。尽管如此,较冷的恒星距离足够远,以避免干扰仅围绕主类太阳恒星运行的行星系统。该系统中至少检测到两颗行星,如图2所示。
第一个是TOI-1736b,也是一颗迷你海王星,直径是地球的2.5倍,质量是地球的13倍。它的凌日和轨道距离恒星的距离仅相当于地球与太阳之间距离的7%,每7.1天完成一次轨道运行。由于距离如此之近,行星接收到的来自恒星的辐射明显更多,导致行星的温度估计达到800°C。
第二颗行星TOI-1736c没有显示凌日现象,它的质量是地球的2,800倍,几乎是太阳系最大行星木星的九倍。凭借这样的尺寸,TOI-1736c被归类为超级木星,差点成为恒星。
它每570天绕一圈。这颗行星位于TOI-1736恒星所谓的宜居带内,距离太阳仅比地球远30%。该区域被定义为恒星周围具有适宜温度以允许液态水在行星表面存在的区域。
TOI-1736c很可能是一颗气态巨行星,类似于木星,因此预计它不会有像地球那样的固体表面。然而,如果TOI-1736c行星碰巧拥有一颗卫星,那么这样的固体可能会有大气层,从而有可能存在液态水,甚至可能成为一个宜居世界。
对TOI-1736的观测揭示了可能有第三颗行星在更远距离轨道运行的迹象,需要长期监测才能确认。因此,研究小组继续使用OHP的SOPHIE摄谱仪观测TOI-1736,希望尽快收集到有关这颗恒星的更多信息,这颗恒星与太阳非常相似,但拥有如此多样化的行星系统。
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