恒星和行星之间的关系通常是单向的——恒星统治着它的天体臣民,用辐射轰击它们,用温暖祝福它们。渺小的行星只能被动接受。但有时,一颗行星是如此巨大,又如此靠近它的恒星,以至于这个较小的天体可以对其恒星邻居施加相当大的影响。
围绕天仓五 (Tau Boötis) 恒星(简称天仓五 (Tau Boo))运行的行星就是这种情况。这个巨大的世界,质量是木星的六倍,于 1996 年被发现围绕着距离太阳约 50 光年的明亮恒星运行。这颗被称为天仓五b (Tau Boo b) 的行星,在其轨道上非常靠近恒星——不到地球与太阳之间距离的二十分之一——以至于它拖拽着恒星表面一起运动,从而使恒星的自转与行星的轨道同步。
引力相互作用也可能驱动恒星磁场的超活跃翻转。新的研究表明,恒星的磁极在一年或更短的时间尺度内反转,因此磁场在两年内循环回到其原始方向。研究人员表示,天仓五 (Tau Boo) 是继太阳之后,第二个完整磁场周期被记录下来的恒星。但天仓五 (Tau Boo) 的演变速度远快于太阳相应的磁场周期,太阳的磁场周期需要 22 年才能完成。
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这项研究已提交给《英国皇家天文学会月刊》发表,证实了早期基于仅几年初步观测的天仓五 (Tau Boo) 快速磁场周期的迹象。“当您只有三个数据点时,您可能会说这可能是一个周期,但最好获得更多数据点以确保,”苏格兰圣安德鲁斯大学的天体物理学家里姆·法雷斯 (Rim Fares) 说。她本周在英国国家天文学会议上展示了新数据。
从 2006 年到 2011 年,法雷斯 (Fares) 和她的同事使用位于莫纳克亚山的加拿大-法国-夏威夷望远镜和位于法国比利牛斯山的伯纳德·李奥望远镜跟踪了天仓五 (Tau Boo) 和其他九颗恒星的磁场。新的观测结果支持了法雷斯 (Fares) 和她的同事在 2009 年提出的建议,即恒星的磁场周期持续约两年,但研究人员尚无法精确测量周期的时长。“我们看到 12 个月后发生了翻转。期间是否发生了其他翻转?我们不能绝对确定,”法雷斯 (Fares) 说。
天仓五 (Tau Boo) 的大规模磁场快速振荡的原因尚未确定,但附近的行星是一个引人注目的嫌疑对象。“这颗恒星很有趣,因为它有一颗非常巨大的行星,”法雷斯 (Fares) 说。“它有一个非常巨大的热木星,它运行得非常近。”行星的引力可能正在为恒星的对流层贡献剪切力,在对流层中,翻滚的等离子体产生磁场。
对恒星(无论是否有行星)磁场的进一步研究将有助于阐明巨行星天仓五b (Tau Boo b) 对其主恒星的影响。法雷斯 (Fares) 和她的同事正在努力收集其他恒星的数据,但到目前为止,还没有一颗恒星显示出如此清晰的磁场反转周期。“我们观察到了一些极性翻转,但它们中的大多数都非常混乱,”法雷斯 (Fares) 说。“我认为我们需要观察更多才能确定这些恒星上是否存在周期。”