新发现外星行星拥有罕见的三重太阳

KELT-4Ab 是已知第四个包含三颗恒星的系统

这张艺术家描绘的 HD 1885 Ab 的概念图,是第一个已知位于三星系统中的行星,它的日落景象与 KELT-4Ab 类似。这两个系统都包含一对遥远地围绕着行星宿主单星运行的恒星。

图片来源:NASA/JPL-Caltech

让塔图因黯然失色:一颗新发现的外星行星的天空中不是一颗、也不是两颗,而是三颗太阳。

虽然科学家知道许多拥有两颗太阳的行星,但天空中拥有三颗明亮恒星的行星则更为罕见。这个新发现的遥远世界,被称为 KELT-4Ab,它围绕着一颗恒星运行。而这颗恒星又被附近的一对恒星所环绕。新的研究表明,这对双星距离这颗行星足够近,以至于它们在天空中看起来和满月一样明亮。

除了提供一个与地球截然不同的太阳系例子之外,这种奇怪的排列方式可能有助于深入了解那些靠近其母星的气态巨行星(被称为“热木星”)是如何演化的。[最奇怪的外星行星(图集)]


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三重日落

KELT-4Ab 的质量大约与木星相当,它每三天围绕单星 KELT-A 运行一次。附近的恒星 KELT-B 和 KELT-C 每 30 年相互环绕一次,它们一起大约每 4000 年围绕 KELT-A 及其行星运行一次。

哈佛-史密森天体物理学中心的副研究员杰森·伊斯特曼(Jason Eastman)是一项研究的主要作者,该研究使用了位于亚利桑那州和南非的两个机器人望远镜,组成了千度极小望远镜(KELT),以识别包含单星 KELT-A、更遥远的配对星 KELT-BC 和过热行星的系统。

虽然行星大气层的组成尚不清楚,但伊斯特曼告诉 Space.com,站在行星上方的大气层中(因为你不能站在它的表面),单星看起来会比地球天空中太阳的大小大 40 倍左右。双星中的每个成员都会像满月一样明亮,但如果没有好的望远镜,它们看起来就像天空中相隔约一个小指宽的光点。

伊斯特曼说:“这两颗恒星大约每 30 年相互环绕一次,每 4000 年它们会围绕 KELT-4A 运行一周。”

围绕三星运行的行星非常罕见;KELT-4Ab 是已知第四个包含三颗恒星的系统。其中,KELT-A 是最亮的宿主星,不仅因为它比其他三个系统中的恒星更热,还因为它离地球非常近,只有 680 光年。

该研究发表在《天文期刊》上。

热木星

热木星不应该存在。它们都不应该存在,”伊斯特曼说。

他说:“像木星一样大小的气态行星应该在更远的地方[远离它们的母星]形成并留在那里,就像我们自己的木星一样。” “它们究竟是如何靠得这么近仍然是一个悬而未决的问题,但一种理论认为,这是由于与第三个天体(在本例中为第三个和第四个天体 KELT-BC)的热相互作用而发生的迁移。”

当天文学家发展出最初的行星形成理论时,他们所能利用的只有太阳系。当首次发现的系外行星是在几天内绕其恒星运行的气态巨行星时,它颠覆了现有的理论,并使科学家们争先恐后地了解新观测到的系统是如何存在的。伊斯特曼说,大多数科学家似乎都同意,这些巨大的天体在完成形成后,在伴行星、恒星或其他过程的驱动下,移动到了目前的位置。

伊斯特曼说:“双星系统 KELT-4BC 可能是最终将行星 KELT-4Ab 推向其恒星的近处的原因。”

利用 KELT 生成的调查,科学家们识别出了潜在的行星 KELT-4Ab,然后用其他几种仪器证实了它的存在。与更著名的 NASA 开普勒飞船一样,KELT 依靠凌日法来探测系外行星,观察当行星在恒星和地球之间经过时,恒星的光量如何下降。

伊斯特曼说:“KELT 与[其他凌日调查]在几个方面有所不同。” “它拥有更小的望远镜、更大的视场和比其他成熟的凌日调查更大的像素比例。”

这些特征故意将仪器偏向更亮的恒星,伊斯特曼说,这允许更广泛的观测和表征。其中包括确定行星的轨道平面是否从地球上看起来是边缘的,或者平面是否倾斜,这个过程使科学家能够更精确地计算恒星的质量。

展望未来

当 KELT-4 系统最初于 1973 年被观测到时,它被认为只拥有两颗恒星。直到将近 40 年后,伊斯特曼观测到该系统,其中一颗单星才被分解为两个个体。

伊斯特曼说:“在之前所有的观测中,KELT-4B 和 KELT-4C 都混合在一起,看起来就像一颗恒星。”

这是科学家观测双星系统时面临的反复出现的挑战——将近轨道恒星分解为双星对。伊斯特曼说,许多已知的行星可能生活在未知的三星系统中。KELT-4 系统中的双星如此容易地被识别为两颗独立的恒星而不是一颗的原因之一是该系统距离地球很近。

欧洲航天局的盖亚卫星目前正在执行一项为期五年的任务,它将在未来几年观测这个三星系统。这些观测将能够更精确地测量到 KELT-4A 的距离,从而更详细地测量它的质量和半径,这将导致对行星的质量和半径进行更精确的测量。

伊斯特曼说:“但更令人兴奋的是,盖亚将能够测量 KELT-4BC 双星对围绕 KELT-4A 的运动。”

测量这对恒星的路径将有助于改进它们如何影响行星迁移的模型,将其推向离其母星更近的地方。通过这样做,它将帮助科学家了解热木星是如何设法在如此靠近其母星的地方形成的。

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