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  • 一个重要的发现:TRAPPIST-1宜居行星轨道没有错位

    使用斯巴鲁望远镜的天文学家已经确定:TRAPPIST-1系统中的类地行星与恒星自转没有明显的错位,这对于了解极低质量恒星周围行星系统的演化,特别是TRAPPIST-1行星的历史,包括宜居带附近的行星来说,是一个重要的发现。像太阳这样的恒星不是静止的,而是绕着一个轴旋转,当恒星表面有太阳黑子这样的特征时,这种旋转最为明显。在太阳系中,所有行星的轨道都与太阳自转对齐在6度以内。

    一个重要的发现:TRAPPIST-1宜居行星轨道没有错位

    在过去,人们假设行星轨道将与恒星的自转对齐,但现在有许多已知的系外行星系统,其中行星轨道与中央恒星的自转严重不一致。这就提出了一个问题:行星系统会不会形成不对齐的状态,或者观测到的未对齐系统一开始是对齐的,后来又因为某种扰动而偏离对齐?TRAPPIST-1系统之所以引起人们的注意,是因为它有三颗小型岩石行星位于可居住地带或附近,那里可能存在液态水。

    一个重要的发现:TRAPPIST-1宜居行星轨道没有错位

    中央恒星是一颗质量非常低的冷星,被称为M矮星,这些行星位于离中央恒星非常近的地方。因此,这个行星系统与太阳系有很大的不同。确定这个系统的历史很重要,因为它可以帮助确定是否有任何潜在的宜居行星实际上是宜居的。但它也是一个有趣的系统,因为它附近没有任何可能扰乱行星轨道的物体,这意味着轨道应该仍然位于行星最初形成的地方附近,这使天文学家有机会研究该系统的原始条件。

    一个重要的发现:TRAPPIST-1宜居行星轨道没有错位

    由于恒星旋转,旋转进入视线的一侧相对速度朝向观察者,而旋转到视线之外的一侧相对速度远离观察者。如果一颗行星经过恒星和地球之间,挡住了来自恒星的一小部分光,就有可能知道行星首先挡住了恒星的哪一边。这种现象被称为罗西特-麦克劳克林效应(Rossiter-McLaughlin Effect)。使用这种方法,可以测量行星轨道和恒星自转之间的不对准。然而,到目前为止,这些观测仅限于类似木星或海王星等大型行星。

    一个重要的发现:TRAPPIST-1宜居行星轨道没有错位

    一组研究人员,包括来自东京工业大学和日本天体生物学中心的成员,用斯巴鲁望远镜观察了TRAPPIST-1,以寻找行星轨道和恒星之间的不对准,当绕TRAPPIST-1运行的三颗系外行星在一夜之间过境了这颗恒星前面,这三颗行星中有两颗是宜居带附近的岩石行星。由于低质量恒星通常很暗,所以不可能探测TRAPPIST-1的恒星倾角(自旋-轨道角)。但由于斯巴鲁望远镜的聚光能力和新红外光谱仪IRD的高光谱分辨率,该团队能够测量倾角。

    一个重要的发现:TRAPPIST-1宜居行星轨道没有错位

    研究发现倾斜度很低,接近于零,这是第一次测量像Trappist-1这样极低质量恒星的恒星倾角,也是第一次对宜居带中的行星进行Rossiter-McLaughlin测量。然而,该团队的负责人,东京工业大学Teruyuki Hirano说:数据表明恒星自转与行星轨道轴一致,但测量的精度还不足以完全排除小的自旋-轨道失调的可能性。尽管如此,这是首次检测到类地行星的影响,更多的研究将更好地描述这个系外行星系统。

    一个重要的发现:TRAPPIST-1宜居行星轨道没有错位

    博科园|研究/来自:国立自然科学研究院

    研究发表期刊《天体物理学》

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