2010中国天文十大进展10 — 中国学者揭示一颗系外气体巨行星的终极命运

[ 录入者:linq | 时间:2011-04-14 19:04:10 | 作者: | 来源:国家天文台网站 | 浏览:5516次 ]
15年前,我们的 太阳系 为人们所知的 唯一一个行星 系 统。迄今为止,天文学家已经在其它恒星 周围发现了500多颗行星 。这些太阳系 外行星 所展示的 多样化的 性质,为它们的 形成、演化,以及与中央恒星 的 相互作用留下了许多难解之谜。

北京大学科维理天文与天体物理研究所研究人员与国外学者合作研究发现,一颗太阳系 外行星 WASP-12b由于受到中央恒星 引力的 影响,以大约每秒60亿吨的 速度在向中央恒星 流失质量。这是天文学家第一次见证了一颗行星 的 瓦解和死亡的 进程。

行星 WASP-12b作为一颗特殊的 行星 使天文学家感到疑惑:它的 半径远远大于天文学家理论计算所预测到的 数值。这颗行星 的 质量比我们太阳系 里质量最大的 行星 —木星 要大50%。尽管理论模型预言这颗行星 应该具有与木星 一样的 大小,但它实际的 大小要比木星 大将近80%(体积比木星 大6倍)。因此,一定有某种机制使得这颗行星 有如此膨胀的 结构。

WASP-12b 平均一天就围绕它的 中央恒星 一周。它与中央恒星 的 距离比地球与太阳的 距离要近75倍。这么小的 距离使得WASP-12b为目前所知的 被中央恒星 加热强度最大的 行星 之一。中央恒星 施加在WASP-12b上巨大的 潮汐力使得这颗行星 由球状变成了接近橄榄球的 形状。它的 持续变形在其内部产生摩擦力,并加热行星 内部。

北京大学科维理天文与天体物理研究所研究小组的 工作表明:行星 WASP-12b受到的 潮汐力和膨胀的 半径使得这颗行星 的 质量向中央恒星 流失。他们的 计算显示:WASP-12b以约每秒60亿吨的 速率向中央恒星 流失质量。以这个速率,这颗行星 将在一千万年里被中央恒星 完全吞噬。从行星 WASP-12b流失的 质量并不是直接掉入中央恒星 ,而是形成一个围绕中央恒星 的 盘,盘旋着缓慢流入。对WASP-12b轨道运动的 深入分析表明,该系 统可能还有一颗质量较小的 类地行星 在扰动该行星 的 轨道。

以目前的 观测条件,由行星 物质组成的 盘,以及该系 统中的 类地行星 均可能被探测到。它们的 性质能够进一步揭开这颗行星 WASP-12b的 神秘面纱。

上述研究结果发表在2010年2月25日的 《Nature》杂志(Vol. 463, No. 7284)。它首次直接证明了行星 内部加热(或称为‘潮汐加热’)能够使得行星 膨胀至目前的 大小,也是天文学家第一次揭示系 外短周期气体巨行星 的 气体流失历程和最终命运,对于太阳系 外行星 系 统的 理论与观测研究具有重要的 意义。该成果的 发表,引起了国内外的 广泛关注,国内外多家新闻媒体均对该工作进行了报道。

Tags:系外行星

责任编辑:linq

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