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天文学家在HD 110067周围发现6颗亚海王星系外行星共振系统

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 1100676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TESS2020年发现了此恒星有两颗行星迹象其一的周期似乎为5.642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非常接近下一颗行星HD 110067c轨道周期13.6731.5而这又几乎恰好是内行星HD 110067b轨道周期9.1141.5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 110067eHD 110067fHD 110067g6颗系外行星半径为地球的 1.942.85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9.1113.6720.5230.7941.06天和54.77这意味着系外行星对的共振比例为3:23:23:24:34:3这使得该系统成为已知的36行星共振系统之一

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。The six planets in the HD 110067 system are all smaller than Neptune and revolve around their parent star in a very precise waltz: when the closest planet to the star makes three full revolutions around it, the second one makes exactly two during the same time; this is called a 3:2 resonance; the six planets form a resonant chain in pairs of 3:2, 3:2, 3:2, 4:3, and 4:3, resulting in the closest planet completing six orbits while the outer-most planet does one. Image credit: ESA / CC BY-SA 3.0 IGO.
图说HD110067系统中的6颗行星都比海王星小并以3:23:23:24:34:3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