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天文學家發現一種確定系外行星相對年齡的新方法

骨軟筋酥網2025-11-24 09:13:59【綜合】4人已圍觀

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天文學家發現一種確定系外行星相對年齡的新方法
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通常，天文賦予系外行星類型的學家星相新方簡寫名稱是基于它們與太陽系中的行星相似。例如，發現法“超級地球”是一個潛在的巖石世界，其質量是地球的兩倍到十倍。同樣，“熱木星”是一個與木星差不多大小的行星，但它的軌道更接近其恒星。
自從1995年發現第一顆熱木星以來，天文學家們一直試圖弄清楚這些炙熱的系外行星是如何形成并到達其極端軌道的。約翰斯·霍普金斯大學的天文學家已經找到了一種方法，利用蓋亞航天器的新測量結果來確定熱木星的相對年齡，蓋亞航天器正在跟蹤10多億顆恒星。
主要作者Jacob Hamer是物理學和天文學的博士生，他于6月13日在美國天文學會會議上介紹了這些發現。這項工作將在《天文學雜志》上發表。
這些行星被稱為熱木星，因為第一個被發現的熱木星的大小和形狀與我們太陽系的木星差不多，這些行星與恒星的距離是日地距離的1/20，導致這些行星的溫度達到數千攝氏度。現有的行星形成理論無法解釋這些行星，因此科學家們想出了幾個關于熱木星如何形成的想法。
最初，科學家們提出，熱木星可能在更遠的地方形成，就像木星一樣，然后由于與主星的氣體和塵埃盤的相互作用而遷移到現在的位置。也可能是它們在更遠的地方形成，然后在更晚的時候--在星盤消失之后--通過一個更加激烈和極端的過程，即高偏心率遷移，遷移到了這里。
共同作者Kevin Schlaufman說：“這些系外行星是如何形成并到達它們現在的軌道的問題實際上是我們這個子領域中最古老的問題，它是成千上萬的天文學家在超過25年的時間里一直在努力回答的問題。”
一些熱木星的軌道與它們的恒星旋轉完全一致，就像我們太陽系中的行星。其他行星的軌道偏離其恒星的赤道。科學家們無法證明這些不同的配置是不同形成過程的產物，還是單一的形成過程，然后是行星和恒星之間的潮汐相互作用。Hamer說：“如果沒有這種真正精確的測量年齡的方法，總是會丟失信息。”
Hamer是第一批利用蓋亞衛星的新數據研究系外行星系統年齡的天文學家之一，以弄清它們如何形成和演變。能夠確定恒星的速度--方向性的速度--是確定其年齡的關鍵。當恒星誕生時，它們在銀河系中的運動方式類似于彼此之間的運動。Hamer說，隨著這些恒星的老化，它們的速度變得越來越不同。通過這種新方法，Hamer證明了熱木星的形成有多種方式。
Hamer表示：“一種（形成過程）迅速發生并產生對齊的系統，而（另一種）在較長的時間尺度上發生并產生錯位的系統。我的結果還表明，在一些質量較小的主星系統中，潮汐相互作用允許熱木星重新調整其主星的旋轉軸，使之與它們的軌道保持一致。”
來自地面和天基望遠鏡的新數據正在幫助科學家了解更多關于系外行星的信息。4月，包括一些來自約翰斯·霍普金斯大學的天文學家團隊報告了利用哈勃太空望遠鏡的觀測對超熱木星的大氣層的發現。

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