科学家们在1400光年外发现了一个独特的双星系统，它由一个类似热木星的物体绕着一颗白矮星运行，这为研究热木星和双星系统中恒星的演化提供了无与伦比的见解。这颗类似木星的热天体围绕着一颗比普通恒星暗淡1万倍的恒星运行，它具有极端的温度变化，并提供了强烈紫外线辐射对行星大气影响的一瞥。

　　寻找系外行星是天体物理学中的一个热门话题，系外行星是围绕太阳系外恒星运行的行星。在各种类型的系外行星中，有一种是字面意义上的热行星:热木星，这是一类系外行星，在物理上与我们附近的气态巨行星木星相似。

　　与“我们的”木星不同，热木星的轨道非常靠近它们的恒星，在几天甚至几小时内完成一个完整的轨道，并且-正如它们的名字所暗示的-具有极高的表面温度。它们对天体物理学界有着极大的吸引力。然而，它们很难研究，因为附近恒星的眩光使它们很难被探测到。

　　现在，在最近发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上的一项研究中，科学家们报告说，他们发现了一个由两个天体组成的系统，距离地球约1400光年。这两个天体合在一起，为研究热木星大气层提供了一个绝佳的机会，也为我们加深对行星和恒星演化的理解提供了机会。这个双星系统是迄今为止已知的温度最极端的双星系统，是通过分析位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜收集的光谱数据发现的。

　　“我们已经确定了一个围绕恒星运行的热木星类物体，这是迄今为止发现的最热的物体，比太阳表面热约2000度，”该研究的主要作者Na 'ama Hallakoun博士说，他是魏茨曼科学研究所粒子物理和天体物理系Sagi Ben-Ami博士团队的博士后研究员。她补充说，与被眩光遮挡的热木星行星不同，我们有可能看到和研究这个天体，因为它与它环绕的主星相比非常大，而主星比普通恒星暗淡1万倍。她说:“这使它成为未来研究热木星极端条件的完美实验室。”

　　Hallakoun的新发现是她在2017年与她在特拉维夫大学的博士导师Dan Maoz教授进行的研究的延伸，可能会让她更清楚地了解热木星，以及双星系统中恒星的演化。

　　巨大的褐矮星，有一个“类似月球”的方向

　　Hallakoun和同事发现的双星系统包括两个天体，它们都被称为“矮星”，但它们的性质非常不同。一颗是“白矮星”，是类太阳恒星耗尽核燃料后的残骸。这对行星的另一部分，不是行星也不是恒星，而是一颗“褐矮星”——一种质量介于像木星这样的气体巨星和小恒星之间的天体。

　　褐矮星有时被称为失败的恒星，因为它们的质量不足以产生氢聚变反应。然而，与气态巨行星不同，褐矮星的质量足够大，可以在恒星伙伴的“引力”下存活下来。

　　“恒星的引力会导致物体靠得太近而无法分裂，但这颗褐矮星密度很大，质量是木星的80倍，但却被压缩到了木星的大小，”Hallakoun说。“这使得它能够完好无损地存活下来，形成一个稳定的双星系统。”

　　当一颗行星的轨道离它的恒星非常近时，作用在行星近端和远端的不同重力会导致行星的轨道和旋转周期同步。这种现象被称为“潮汐锁定”，它将行星的一面永久地锁定在面向恒星的位置，就像地球的月球总是面向地球一样，而它所谓的“黑暗面”仍然在视线之外。潮汐锁定导致受到直接恒星辐射轰击的“白天半球”和接收到较少辐射的“夜晚半球”之间存在极端的温差。

　　来自其恒星的强烈辐射导致热木星的表面温度极高，Hallakoun和她的同事对配对的白矮星-褐矮星系统进行的计算表明，物体可以达到多热。通过分析系统发出的光的亮度，他们能够确定轨道上褐矮星两个半球的表面温度。他们发现，太阳正面的温度在7250到9800开尔文之间(大约7000到9500摄氏度)，和a型恒星一样热——类太阳恒星的质量是太阳的两倍——比任何已知的巨行星都要热。另一方面，月球背面的温度在1300到3000开尔文(约1000到2700摄氏度)之间，导致两个半球之间的极端温差约为6000度。

　　难得一窥未开发地区

　　Hallakoun说，她和她的同事发现的这个系统为研究极端紫外线辐射对行星大气的影响提供了一个机会。这种辐射在各种天体物理环境中发挥着重要作用，从恒星形成区域，到恒星周围形成行星的原始气体盘，再到行星本身的大气层。这种强烈的辐射会导致气体蒸发和分子破裂，对恒星和行星的演化都有重大影响。但这还不是全部。

　　Hallakoun说:“从这个系统中的白矮星形成仅仅100万年以来——在天文尺度上只是极小的一段时间——我们已经罕见地瞥见了这种紧凑的双星系统的早期。”她补充说，虽然人们对单星的演化已经相当了解，但对相互作用的双星系统的演化却知之甚少。

　　“热木星是可居住行星的对立面——它们是非常不适合生命居住的地方，”Hallakoun说。“未来对这个类似木星的热系统的高分辨率光谱观测——理想情况下是用美国宇航局的新詹姆斯·韦伯太空望远镜进行的——可能会揭示高温、高辐射条件对大气结构的影响，这可能有助于我们了解宇宙中其他地方的系外行星。”

　　参考资料:《一个比太阳更热的被照射的木星》，作者:Na 'ama Hallakoun, Dan Maoz, Alina G. istat, Carles Badenes, elm

　　Breedt, Boris T. G?nsicke, Saurabh W. Jha, Bruno Leibundgut, Filippo Mannucci, Thomas R. Marsh, Gijs Nelemans, Ferdinando Patat和Alberto Rebassa-Mansergas, 2023年8月14日，《自然天文学》。DOI: 10.1038 / s41550 - 023 - 02048 - z

　　研究参与者还包括特拉维夫大学的Dan Maoz教授;荷兰内梅亨大学Alina G. istat博士和Gijs Nelemans教授;匹兹堡大学Carles Badenes教授;剑桥大学的elmore Breedt博士;Boris T. G?nsicke教授和华威大学已故Thomas R. Marsh教授;美国罗格斯大学教授Saurabh W. Jha欧洲南方天文台Bruno Leibundgut教授和Ferdinando Patat博士;意大利国家天体物理研究所(INAF)的Filippo Mannucci博士;以及加泰罗尼亚理工大学Alberto Rebassa-Mansergas教授。

　　Sagi Ben-Ami博士的研究得到了Peter and Patricia Gruber奖的支持;阿兹列利基金会;安德烈·德罗罗空间与光学高级研究所;以及魏茨曼科学研究所的威尔纳家族领导力研究所。

　　Ben-Ami博士现任Aryeh and Ido Dissentshik职业发展主席。

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