科学家发现六个完美同步的外星世界

一个离太阳系不远的行星系统有六个世界围绕着它们的恒星运行,美丽而完美和谐。

围绕明亮恒星HD 110067运行的六颗系外行星中的每一颗都与相邻的系外行星同步运行,从而产生一种罕见的现象,称为共振链。这表明该系统自十多亿年前形成以来一直相对不受干扰地存在——这是银河系中一颗特殊的隐藏宝石。

“我们认为只有大约百分之一的系统保持共振,”芝加哥大学的天体物理学家拉斐尔·卢克说。“它向我们展示了一个未受破坏的行星系统的原始配置。

轨道共振既不罕见,也不出乎意料。当两个围绕第三个天体运行的天体相互施加引力影响时,它们就会发生,从而使它们的轨道周期对齐。不完全是 1:1——这似乎是超级罕见– 但它可以表示为比率。

例如,冥王星和海王星相互共振:冥王星每绕太阳3圈就绕太阳运行2圈;这是 2:3 的共鸣。还有一些木星的卫星处于共振链中。对于木卫三的每 1 个轨道,木卫二完成 2 个和木卫一 4 个轨道,链为 1:2:4,也称为拉普拉斯共振.

但是共振链中的六个系外行星体呢?这是一件非常特别的事情。

这一发现是在轨道上发现的橙色矮星恒星距离外约100光年,位于北星座Coma Berenices。在那里,美国宇航局的苔 丝2020年,系外行星狩猎望远镜发现了两颗轨道行星的迹象。一个似乎有5.642天的周期,但另一个的轨道周期仍然未知。

这张图显示了围绕恒星HD 110067的系外行星共振链的几何形状。(Thibaut Roger,NCCR 行星)

两年后,当TESS重新访问该系统时,数据仍然令人困惑。因此,卢克和他的同事们使用了欧洲航天局的胡夫系外行星研究太空望远镜来仔细观察。他们意识到先前推导的轨道周期是不正确的,并且数据显示的不仅仅是两颗系外行星。事实上,他们能够解决三个问题——他们发现,这些问题都在共振链中。

其余的在那之后就到位了。

“Cheops为我们提供了这种共振配置,使我们能够预测所有其他时期,”Luque说。“如果没有Cheops的检测,这是不可能的。

总共有六颗系外行星,范围从地球半径的 1.94 到 2.85 倍不等,这类世界被称为迷你海王星.它们的轨道周期从最内层开始分别是9.11天、13.67天、20.52天、30.79天、41.06天和54.77天。这意味着系外行星对的共振为3:2、3:2、3:2、4:3和4:3;HD 110067系统中最内层的世界为最外层的每个轨道制造六个轨道。

这使得该系统成为已知的第三个共振链中有六颗系外行星的系统。

这颗恒星被认为形成于十多亿年前;它的行星如此美丽和谐,这表明它没有受到行星迁移、巨大撞击甚至恒星等影响的影响。例如,太阳系的一些行星被认为在过去曾迁移过。

破坏共振真的很容易。天文学家已经确定了许多轨道周期接近共振的系统,但真正的共振链很少,而且相距甚远。因此,高清110067系统是难得的宝藏,是了解这一迷人现象的绝佳机会。

“目前HD中行星轨道的微妙配置110067排除了该系统数十亿年历史中的任何暴力事件,使其成为在原始环境中研究迁移机制及其原行星盘特性的罕见'化石'。研究人员在他们的论文中写道.

“主星的亮度和大多数行星中推断的扩展大气层的结合使HD 110067成为詹姆斯韦伯太空望远镜在透射光谱学中观察到的最有利的多行星亚海王星系统。HD 110067提供了一个深入了解海王星下行星性质的机会,以及共振链在何处、如何以及在什么条件下形成和生存。

该研究已发表在自然界.

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