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A Tale of Planetary Resurrection

2009年,美国宇航局的开普勒任务开始运行后不久,它就发现了一颗被认为与海王星大小相仿的行星。这颗名为KOI-5Ab的行星是开普勒发现的第二颗新的候选行星,但随着开普勒发现的行星越来越多,它最终被遗忘了。到2018年任务结束时,开普勒已经发现了2394颗系外行星(绕太阳外恒星运行的行星),以及2366颗候选系外行星,包括KOI-5Ab。

现在,美国宇航局系外行星科学研究所(NExScI)(位于加州理工学院的IPAC)的首席科学家戴维·恰尔迪(David Ciardi)表示,由于美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星(TESS)任务的新观测结果,他已经让KOI-5Ab死里复生。

"KOI-5Ab从桌子上掉了下来,被人遗忘了,Ciardi说,他在美国天文学会(AAS)的一次虚拟会议上介绍了这一发现。到2014年,Ciardi和其他研究人员已经通过夏威夷的凯克天文台、加州理工学院圣迭戈附近的帕洛玛天文台和夏威夷的双子北天文台证明了被KOI-5Ab环绕的恒星是被称为KOI-5的三星系统中的一颗。但他们不确定KOI-5系统是否真的承载着一颗行星,或者是否他们看到了来自另外两颗恒星之一的错误信号。

然后,在2018年,苔丝出现了。和开普勒一样,TESS也在寻找行星穿过或凌日恒星时出现的闪烁星光。TESS观测了开普勒的部分视野,包括锦鲤5号星系。果不其然,TESS也将KOI-5Ab确定为候选行星(尽管TESS称其为TOI-1241b)。和开普勒一样,TESS也发现这颗行星大约每5天绕其恒星转一圈。但那时,我们还不清楚这颗行星是否真实存在。

我对自己说,我记得这个目标,Ciardi在看到TESS的数据后说。然后他回去重新分析了所有的数据,包括加州理工学院天文学教授安德鲁·霍华德(Andrew Howard)领导的加州行星搜索。加州行星搜索项目使用了地面望远镜,包括凯克天文台,来寻找恒星在行星绕其旋转并施加引力拖曳时出现的摇摆现象。

“如果不是苔丝再一次看了这颗行星,我就不会回去做这些侦查工作了。”恰尔迪说。

杰西·多森,美国宇航局艾姆斯研究中心开普勒/K2项目科学家说,"这项研究强调了美国宇航局所有太空望远镜的重要性以及它们与地面系统的协同作用。像这样的发现会是一个漫长的过程

来自太空和地面望远镜的数据一起帮助证实了KOI-5Ab是一颗行星。KOI-5Ab的质量约为土星的一半,围绕一颗恒星(恒星a)和一颗相对较近的伴星(恒星B)运行。恒星a和恒星B每30年绕对方运行一次。第三颗受引力约束的恒星(恒星C)每400年围绕恒星A和B运行一次。

合并后的数据集还显示,如果恒星和行星都是由同一盘旋转物质形成的,那么该行星的轨道平面与第二颗内部恒星(恒星B)的轨道平面并非如预期的那样对齐。三星系统约占所有恒星系统的10%,被认为是当三颗恒星从同一气体和尘埃盘中共同诞生时形成的。

天文学家还不确定是什么原因导致了锦鲤- 5ab的不一致,但推测是第二颗恒星在其发展过程中引力踢打了锦鲤,使其轨道倾斜,并导致锦鲤向内迁移。

这并不是在双星和三星系统中存在行星的第一个证据。一个引人注目的例子涉及到三星系统GW猎户座,在这个系统中,一个形成行星的圆盘被撕裂成明显的错位环,而行星可能正在那里形成。然而,尽管发现了数百个多恒星系统的行星,但在这些系统中行星形成的频率低于单星系统。这可能是由于观测偏差(单恒星行星更容易被发现),也可能是因为行星的形成在多恒星系统中并不常见。

未来的仪器,如位于帕洛马的200英寸黑尔望远镜上的帕洛马径向速度仪(PARVI)和位于凯克的凯克行星探测器,将为更好地回答这些问题开辟新的途径。

Ciardi说,"恒星伴星可能会部分地熄灭行星的形成过程。"关于行星在多恒星系统中是如何以及何时形成的,以及它们的性质与单恒星系统中的行星相比如何,我们仍然有很多问题。通过更详细地研究KOI-5星系,也许我们可以了解宇宙是如何形成行星的

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