开普勒探测器发现首个倾斜的太阳系

观测显示,两颗行星以 45 度角绕其恒星赤道运行

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天文学家今天在《科学》杂志上报告说,美国宇航局的开普勒探测器的观测发现了一个“倾斜”的太阳系,这一发现为一些行星如何以与恒星赤道不一致的路径绕其恒星运行提供了线索。

地球太阳系的行星是由围绕太阳赤道旋转的扁平气体和尘埃盘形成的,因此它们最初几乎都在同一个平面上。地球的轨道与太阳赤道平面的角度仅为 7.2 度。

然而,五年前,天文学家震惊地发现,有些行星以与恒星赤道成陡峭的角度运行。一些行星甚至反向绕其恒星运行——它们的轨道方向与恒星的自转方向相反。但直到现在,还没有人见过不一致的多行星太阳系。


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对于最新的研究,加利福尼亚州莫菲特菲尔德美国宇航局艾姆斯研究中心的Daniel Huber天文学家和他的同事研究了Kepler-56,这是一颗距离地球约 860 秒差距(2,800 光年)的恒星。它有两颗大行星位于同一平面上,并且比水星更靠近它们的太阳。开普勒探测到这些行星阻挡恒星的光线,因此它们的轨道与我们的视线方向呈边缘方向。

Kepler-56 是一颗比太阳大四倍,发出九倍光线的巨星。为了确定恒星的朝向,研究人员使用开普勒研究了其亮度的变化,这些变化是由恒星的振动引起的,并且根据观察恒星的角度是赤道方向、极点方向还是介于两者之间而有所不同。

观测结果表明,恒星赤道的平面与行星轨道倾斜 45 度。“这是一个很大的惊喜,”Huber 说。

为了找出造成倾斜的原因,天文学家使用夏威夷莫纳克亚山的 10 米凯克 I 望远镜测量了 Kepler-56 在太空中的速度。“这揭示了罪魁祸首,”Huber 说:一个遥远的物体,其引力牵引着恒星,也倾斜了行星的轨道。尽管倾斜幅度很大,行星的轨道仍然彼此对齐,因为它们处于共振状态:一颗行星绕恒星运行的时间是另一颗行星的两倍,所以它们会通过引力周期性地相互推动。因此,它们的轨道即使与恒星赤道发生巨大偏差,仍然保持共面。

“这是一个引人入胜的发现,”马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的天文学家 Amaury Triaud 说。“这就是自然:你观察,你会发现非凡的东西。”

本文经《自然》杂志许可转载。这篇文章最初于 2013 年 10 月 17 日发表

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