一顆比太陽還熱的“木星”
作者:知識 來源:焦點 瀏覽: 【大 中 小】 發布時間:2025-11-25 07:57:57 評論數:
WD 0032–317的相位徑向速度曲線。a，顆比WD 0032–317的太陽上海普陀全套上門（全套資源）vx《134+8006/5952》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達Hα線的拖尾UVES光譜(藍色代表較低的通量，黃色代表較高的還熱通量)，在軌道周期內折疊(P = 8340.9090 s)。木星在藍色中可以清楚地看到初級吸收。顆比伴星(黃色)的太陽發射與主星反相出現，只能從受輻射的還熱晝側看到，在軌道相位~ 0.2–0.8之間。木星它的顆比“倒置”形狀，特別是太陽在接近正交時明顯，是還熱NLTE效應的結果58。b，木星上海普陀全套上門（全套資源）vx《134+8006/5952》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達白矮星(藍色圓圈)和受輻射的顆比伴星(紅色鉆石)的徑向速度曲線(上圖)，在軌道周期內折疊(P = 8340.9090 s)。太陽主曲線(次曲線)的最佳擬合曲線在兩個面板上都用藍色虛線(紅色虛線)標出。下圖顯示了白矮星成分(中間)和受輻射的伴星(底部)的殘留物。誤差條顯示標準偏差。b頂部的插圖展示了系統在每個軌道階段的配置。學分:uux.cn/自然天文學(2023)。DOI: 10.1038/s41550-023-02048-z
（神秘的地球uux.cn）據魏茨曼科學研究所：尋找系外行星——圍繞位于太陽系邊界之外的恒星運行的行星——是天體物理學的一個熱門話題。在各種類型的系外行星中，有一種在字面上是熱的:熱木星，這是一類在物理上與我們鄰居的氣態巨行星木星相似的系外行星。
與“我們的”木星不同，熱木星的軌道非常靠近它們的恒星，在短短幾天甚至幾小時內完成一個完整的軌道，并且——如其名稱所示——具有極高的表面溫度。它們對天體物理學界有著巨大的吸引力。然而，它們很難研究，因為來自附近恒星的強光使它們很難被探測到。
現在，在今天發表在《自然天文學》上的一項研究中，科學家們報告了一個由兩個天體組成的系統的發現，這兩個天體距離我們大約1400光年，它們一起為研究熱木星大氣層以及推進我們對行星和恒星演化的理解提供了一個絕佳的機會。
這個雙星系統是迄今為止已知的溫度最極端的雙星系統，是通過分析位于智利的歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡收集的光譜數據發現的。
該研究的主要作者Na'ama Hallakoun博士是魏茨曼科學研究所粒子物理和天體物理學部門Sagi Ben-Ami博士團隊的博士后，他說:“我們已經確定了一個類似木星的恒星軌道，是迄今為止發現的最熱的物體，比太陽表面熱約2000度。
她補充說，與眩光模糊的熱木星不同，可以看到和研究這個物體，因為它與它所圍繞的主恒星相比非常大，主恒星比普通恒星暗1萬倍。“這使得它成為未來研究熱木星極端條件的完美實驗室，”她說。
哈拉昆的新發現是她在2017年與她在特拉維夫大學的博士顧問丹·毛茲教授進行的研究的延伸，可能會更清楚地了解熱木星，以及雙星系統中恒星的演化。
具有“類似月亮”方位的巨大褐矮星
Hallakoun和他的同事們發現的雙星系統包括兩個天體，它們都被稱為“矮星”，但性質非常不同。一顆是“白矮星”，是一顆類似太陽的恒星耗盡核燃料后的殘留物。這對恒星中的另一部分，不是行星也不是恒星，是一顆“褐矮星”——質量介于木星這樣的氣體巨星和小恒星之間的一類物體中的一員。
褐矮星有時被稱為失敗的恒星，因為它們的質量不足以驅動氫聚變反應。然而，與氣態巨行星不同，褐矮星的質量足以在恒星伙伴的“拉力”下存活。
“恒星的引力會導致太近的物體分裂，但這顆褐矮星密度很大，質量是木星的80倍，體積只有木星那么大，”哈拉昆說。這使得它能夠完整地生存下來，并形成一個穩定的二元系統。"
當一顆行星的軌道非常靠近其恒星時，作用在行星近側和遠側的重力差會導致行星的軌道周期和自轉周期同步。這種現象被稱為“潮汐鎖定”，將行星的一側永久鎖定在面對恒星的位置，類似于地球的月亮總是面對地球，而其所謂的“黑暗面”仍然看不見。潮汐鎖定導致受到直接恒星輻射轟擊的“晝側”半球和另一個面向外的“夜側”半球之間的極端溫差，后者接收的輻射量要小得多。
來自恒星的強烈輻射導致熱木星極高的表面溫度，Hallakoun和她的同事對配對的白矮星-褐矮星系統進行的計算顯示了事物可以變得多熱。通過分析該系統發出的光的亮度，他們能夠確定軌道運行的褐矮星兩個半球的表面溫度。
他們發現，太陽面的溫度在7250到9800開爾文(約7000到9500攝氏度)之間，與A型恒星(類似太陽的恒星，質量可能是太陽的兩倍)一樣熱，比任何已知的巨行星都熱。另一方面，陰面的溫度在1300到3000開爾文(約1000到2700攝氏度)之間，導致兩個半球之間的極端溫差約為6000度。
對未開發地區的罕見一瞥
Hallakoun說，她和她的同事發現的系統為研究極端紫外線輻射對行星大氣的影響提供了一個機會。這種輻射在各種天體物理環境中扮演著重要的角色，從恒星形成區域，通過圍繞恒星形成行星的原始氣體盤，到行星本身的大氣層。這種強烈的輻射會導致氣體蒸發和分子破裂，對恒星和行星的演化都有重大影響。但這還不是全部。
“白矮星在這個系統中形成僅僅100萬年——在天文尺度上這是一段很短的時間——我們已經罕見地一瞥這種致密雙星系統的早期，”Hallakoun說。她補充說，雖然單星的演化已經相當為人所知，但相互作用的雙星系統的演化仍然知之甚少。
“熱木星是可居住行星的對立面——它們是非常不適合生命的地方，”Hallakoun說。“未來對這個類熱木星系統的高分辨率光譜觀測——理想情況下是用美國宇航局的新詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行的——可能會揭示炎熱、高度輻射的條件如何影響大氣結構，這可能有助于我們了解宇宙中其他地方的系外行星。”