分类
芝加哥大学新闻

科学家发现罕见的六行星系统以奇怪的同步方式移动

An illustration showing the six new planets circling their star.

科学家们在附近的恒星系统中发现了一个罕见的景象:六颗行星以有节奏的节拍绕着它们的中心恒星运行。行星在轨道华尔兹中运动,这种华尔兹重复得如此精确,以至于可以很容易地设置为音乐。

作为“同步”引力锁步的罕见案例,该系统可以提供对行星形成和演化的深刻见解。

这项由芝加哥大学科学家拉斐尔·卢克(Rafael Luque)领导的分析于11月29日发表在《自然》杂志上。

“这一发现将成为研究亚海王星(太阳系外最常见的行星类型)如何形成,演化,它们是由什么组成的,以及它们是否具有合适的条件来支持其表面液态水的存在,”卢克说。

在离恒星最近的四颗行星中,每颗行星每出两颗行星,就会绕三圈,这称为3/2共振。最外层的两颗行星每三颗行星就绕四圈,称为 4/3 共振。

难得的共鸣

这六颗行星围绕着一颗名为HD110067的恒星运行,该恒星位于北昏迷座约100光年外。

2020 年,美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星 (TESS) 检测到恒星亮度下降,表明行星正在从恒星表面前方经过。结合来自TESS和欧洲航天局的CHaracterising ExOPlanet卫星(Cheops)的数据,一组研究人员分析了这些数据,并发现了同类配置中的首创。

虽然多行星系统在我们的银河系中很常见,但天文学家观察到的那些被称为“共振”的紧密引力形成的系统要少得多。

在这种情况下,最接近恒星的行星每出两颗行星就会绕三圈——称为 3/2 共振——这种模式在最近的四颗行星之间重复。在最外层的行星中,每三颗行星的轨道上有四个轨道(4/3共振)重复两次。

这些共振轨道是坚如磐石的:科学家们说,自从该系统在数十亿年前形成以来,这些行星可能一直在表演同样的节奏舞蹈。

形成故事

轨道共振系统非常重要,因为它们告诉天文学家行星系统的形成和随后的演化。恒星周围的行星倾向于在共振中形成,但很容易受到干扰。例如,一颗非常巨大的行星,与一颗经过的恒星的近距离接触,或一个巨大的撞击事件,都可能破坏谨慎的平衡。因此,天文学家已知的许多多行星系统都没有共振,但看起来足够近,它们可能已经共振过一次。然而,保持共振的多行星系统很少见。

“我们认为只有大约百分之一的系统保持共振,甚至更少的系统在这种配置中显示出一连串的行星,”卢克说。这就是为什么HD110067是特别的,并邀请进一步研究:“它向我们展示了一个未受破坏的行星系统的原始配置。

需要对这些行星的质量和轨道进行更精确的测量,以进一步了解该系统是如何形成的。

芝加哥大学教授雅各布·比恩(Jacob Bean)也是该论文的合著者。

引文:“海王星亚海王星的共振六胞胎凌日明亮恒星HD 110067。Luque 等人,Nature,2023 年 11 月 29 日。

——改编自美国宇航局的帕特·布伦南(Pat Brennan)和欧空局的斯图尔特·克拉克(Stuart Clark)撰写的文章。

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自 https://news.uchicago.edu/story/scientists-discover-rare-6-planet-system-moves-strange-synchrony