图为两颗恒星之间的剧烈合并,这两颗恒星可能形成了燃烧氦的巨星白头。合并的碎片形成了一个圆盘,行星Halla就是从这个圆盘形成的,这使得行星在恒星周围不太可能存活下来。图片来源:凯克天文台/亚当·马卡连科
小熊座b是一颗巨大的行星,尽管它的主恒星的膨胀本应吞没它,但它却令人惊讶地幸存了下来。科学家们认为,可能的解释是双星系统检查了恒星的生长,或者是恒星合并后的第二代行星形成,这为恒星和行星的演化提供了新的线索。
一颗巨大的行星逃脱了它的主恒星的吞噬,这让全世界的科学家都感到惊讶。
这颗非常不寻常的行星,小熊座8 b,在距离地球520光年的银河系中幸存下来,原因很难解释。在正常情况下,它应该被它的主星吞没——随着它的衰变,主星会显著膨胀。但是小熊座b仍然存在。
这一发现是由世界各地40多名学者合作完成的,其中包括夏威夷大学的马克·汉和华威大学的迪米特里·维拉斯博士,华威大学主持了白矮星研究的领先研究。
维拉斯博士说:“地球和它的恒星太阳之间的距离是1个天文单位,即1 au。小熊座b在0.5 au的地方绕着它的恒星旋转。虽然距离本身并不罕见,但奇怪的是,这颗恒星已经消耗了一些燃料,处于死亡过程中。
行星Halla可能曾经围绕着两颗恒星运行,这两颗恒星通过质量传递相互作用。两颗恒星之间的最终合并使汉拿逃脱了吞没,并在一颗燃烧氦的巨星周围持续存在。图片来源:凯克天文台/亚当·马卡连科
“当一颗恒星消耗燃料时,它的体积会显著膨胀。这颗恒星的体积已经膨胀到0.7天文单位,这应该吞没并摧毁了这颗行星。所以这颗行星仍然存在是非常不寻常的。”
然后,科学家们进一步调查了地球为何毫发无损的原因。
“我们提出了两种可能的解释,”维拉斯博士补充说。第一种更可信的说法是,这颗恒星曾经有一颗伴星(一颗“双星”),这颗伴星抑制了它体积的增长,使这颗行星得以生存。这颗双星伴星最终与主星合并,现在只是一颗恒星。
第二个理论,较少被广泛探索,同样需要一个双星伴星。这一次,两颗恒星的合并产生了一个圆盘,这颗行星就是从这个圆盘中产生的,被称为第二代行星。
“更广泛的影响是更好地理解像我们的太阳这样的恒星的演化,以及我们在太阳系中看到的行星的演化,以及需要注意其他不寻常的情况,比如观察到的系统。”有时,最罕见的情况可以揭示恒星和行星物理的大部分情况。
“了解这些罕见的行星系统使我们能够了解行星和恒星进化的新方式,并激励我们发现更多罕见的例子。”
这颗类似木星的行星Halla围绕一颗名为白头的红巨星运行,距离非常近。研究人员发现,白头星之前已经膨胀成一颗红巨星,膨胀到行星轨道距离的1.5倍——近到足以吞没halla——然后收缩到现在的大小。Halla的幸存提出了关于行星演化的有趣问题,理论范围从原始的双星系统防止完全膨胀和吞没,到行星是由剧烈的恒星碰撞产生的气体云形成的“第二代”行星。图片来源:凯克天文台/亚当·马卡连科
夏威夷大学的Marc Hon说:“大多数恒星都在双星系统中,但我们还没有完全掌握行星是如何在它们周围形成的。由于双星伴星的影响,可能存在更多奇特的行星系统,这是合理的。”
伯明翰大学的比尔·卓别林教授补充说:“这是一个很好的例子,我们现在可以进行详细的法医研究,这要归功于最新的数据,包括利用TESS太空望远镜观测到的主星的自然振荡(星震学),毫无疑问地确认这颗恒星是一颗核心氦燃烧的红巨星。”
关于这一发现的更多信息,请参见天文学家发现了一颗不应该存在的神秘行星。
参考:作者:Marc Hon, Daniel Huber, Nicholas Z. Rui, Jim Fuller, Dimitri Veras, James S. Kuszlewicz, Oleg Kochukhov, Amalie Stokholm, Jakob Lysgaard R. rsted, Mutlu Y?ld?z, Zeynep ?elik Orhan, Sibel ?rtel,陈江,Daniel R. Hey, Howard Isaacson, Jingwen Zhang, Mathieu frard, Keivan G. Stassun, Benjamin J. Shappee, Jamie Tayar, Zachary R. Claytor, Corey Beard, Timothy R. Bedding, Casey Brinkman, Tiago L. Campante, William J. Chaplin,Ashley Chontos, Steven Giacalone, Rae Holcomb, Andrew W. Howard, Jack Lubin, Mason MacDougall, Benjamin T. Montet, Joseph M. A. Murphy, Joel Ong, Daria Pidhorodetska, Alex S. Polanski, Malena Rice, Dennis Stello, Dakotah Tyler, Judah Van Zandt和Lauren M. Weiss, 2023年6月28日,Nature。DOI: 10.1038 / s41586 - 023 - 06029 - 0