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新的系外行星族群热海星被发现
 发布日期:2018-02-08  作者:  文号:  访问量:

近日,南京大学天文与空间科学学院行星课题组与北京大学科维理天文研究所等单位合作利用国家天文台的郭守敬望远镜发现了一类新的太阳系外行星族群——热海星。相关研究论文于1月9日在《美国科学院院刊》发表,并被选为当期杂志封面的研究亮点文章之一,北京大学的东苏勃研究员和南京大学的谢基伟副教授是该论文的共同第一作者和共同通讯作者。

自1995年第一颗系外行星飞马座51b发现以来,对太阳系外行星(简称系外行星)的探索一直是国际上重要的热点前沿方向。飞马座51b的发现是天文学史上的一个里程碑,开辟了人类视野,揭示了一类非常特殊的系外行星族群的存在。这类行星被称作热木星,它们大小与太阳系中的木星相当,但表面温度很高,因为它们距离宿主恒星非常近,不到地球与太阳距离的十分之一,而木星距太阳是日地距离的五倍多。之后二十多年来,人们发现了上百个热木星并对它们进行了大量的研究,但是其形成和起源仍然是个谜。

在已发现的上千个系外行星中,热木星族群有些重要特征。首先,热木星是比较稀少的,大概每100颗恒星周围才有1颗热木星。再者,热木星的宿主恒星大多数比太阳的金属丰度要高,即富含更高比例的重于氢和氦的化学元素。另外,热木星比较“孤独”,它们的附近一般很少发现其他的行星。用一句形象的话来概括,热木星是一类稀有的、来自“富裕”家庭的“独生子女”。这些是热木星的标志性特征,蕴含着其形成和起源的重要线索。

那么,是否存在与热木星具有类似关键特征的其他行星族群呢?这个问题的答案无疑会为解开热木星起源之谜带来全新线索。

我国的郭守敬望远镜采用独特的创新设计,能在大视场中同时观测数千个天体的光谱,是世界上光谱获取能力最高的望远镜。近几年来,郭守敬望远镜在开普勒天区观测了数万颗恒星,其中包括上千颗行星的宿主恒星,得到了它们的光谱。通过与其他高精度方法,如星震学和高分辨率光谱的比较论证,研究团队发现光谱对恒星基本属性的测量结果非常可靠,达到相当高的精度。高精度的恒星数据可以带来对包括行星半径等关键属性的高精度测量,使得对成百上千的系外行星进行准确分类和系统研究成为可能。

通过分析郭守敬望远镜的数据,研究团队终于给热木星找到了和它们一样“富贵”和“孤独”的表弟表妹——热海星。与热木星类似,也只有大约1%的恒星附近存在热海星,将来通过对含热海星的恒星系统进行高精度视向速度观测,可以测量热海星的质量,从而进一步研究它们的结构和组成。

二十年来,人们对热木星的形成和演化机制提出了多种理论,但是热木星的起源仍未有定论。研究团队基于郭守敬望远镜数据新发现的行星族群热海星与热木星有着几个同样的标志特征,为揭开热木星和其他短周期行星起源这个重大谜题提供了关键新线索和崭新研究方向。该工作还得到了国家自然科学基金、中科院LAMOST杰出学者、以及全国优秀博士论文专项基金等的资助。(转自《江苏科技报》)