发布单位: 台北市立天文科学教育馆
由芝加哥大学天文学家领导的最新研究显示 ,恒星 HD 110067 有 6 颗凌日亚海王星 ,它们沿着一系列共振轨道运行 。HD 110067 也称为 TIC 347332255 位于后发座 ,是一颗明亮的 K0 型恒星 ,质量和半径约为太阳的 80% ,距离我们 100 光年 。
NASA 的凌日系外行星巡天卫星 (TESS) 在 2020 年发现了此恒星有两颗行星迹象 ,其一的周期似乎为 5.642 天 ,但另一颗却仍然未知 。两年后当 TESS 再次对此恒星进行观测时 ,数据再次令人困惑 。因此 ,研究团队使用欧洲太空总署的系外行星特性探测卫星 (Cheops) 进行了仔细观察后发现 ,数据显示的不仅仅是 2 颗系外行星 ,而是 3 颗系外行星处于轨道共振状态 。
最外层的行星 HD 110067d 轨道周期为 20.519 天 ,非常接近下一颗行星 HD 110067c 轨道周期 (13.673 天) 的 1.5 倍 ,而这又几乎恰好是内行星 HD 110067b 轨道周期 (9.114 天) 的 1.5 倍 。透过预测其他轨道共振并将其与剩余的无法解释的数据进行匹配后 ,研究团队又发现了该系统中的其他 3 颗行星: HD 110067e 、HD 110067f 和 HD 110067g 。此 6 颗系外行星 ,半径为地球的 1.94 到 2.85 倍 ,我们将这一类的天体称为亚海王星 ,其轨道周期从最内层开始依序是 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比例为 3:2 、3:2 、3:2 、4:3 和 4:3 ,这使得该系统成为已知的 3 个 6 行星共振系统之一 。

图说: HD110067 系统中的 6 颗行星都比海王星小 ,并以 3:2 、3:2 、3:2 、4:3 和 4:3 的比例形成共振链 。图片来源: ESA / CC BY-SA 3.0 IGO
研究人员表示 Cheops 的观测给了我们这种共振结构 ,并使我们能够预测所有其他的周期 ,并认为只有约百分之一的系统处于共振状态 。HD 110067 之所以很特别并需要进一步研究 ,是因为它向我们展示了一个未受破坏的行星系统的原始构造 。HD 110067 系统提供了更多了解亚海王星及如此配置的系统是如何形成的机会 ,透过 HD 110067 系统中的行星从恒星前方通过时 ,光线也会穿过行星大气层 ,而此一特性让我们能够确定大气的化学成分和其他性质 。
由于需要大量的光 ,明亮的恒星 HD 110067 及其绕轨道运行的行星是进一步研究行星大气特征的理想目标 ,HD 110067 系统的亚海王星质量似乎较低 ,这表明它们可能富含气体或水 ,未来有望使用詹姆斯·韦伯太空望远镜对这些行星大气层进行观测 ,以确定这些行星是否具有岩石或富含水的内部结构 。相关研究成果发表于 《Nature》 期刊上 。 (编译/台北天文馆赵瑞青)
资料来源: SCI NEWS