银河系中最黑的一颗行星即将走向生命的尽头WASP-12b的轨道确实处于后退状态。它发生的速度比我们想象的要快一点——每年32.53毫秒,距它死亡大约290万年。
WASP-12b是一颗非常有趣的系外行星。这颗超黑行星围绕着一颗距离太阳1,410光年的黄矮星运行,被称为“热木星”——一颗质量和大小与木星相似但又类似于恒星行星的极热气态巨型系外行星。
WASP-12b从来没有离“安全位置”这么近,因为它离它的恒星太近了,这颗巨大的系外行星在轨道上只运行了一天,物质流就被从它的大气层中拉了出来。
但它的死亡并不一定是由于恒星的缓慢吸吮。通过仔细观察,我们发现它也在一个明显衰减的轨道上。而且,根据新的研究,该轨道的衰减速度比我们最初想象的要快。
不是最初估计的325万年,但WASP-12b将在290万年内达到燃烧终点。
根据目前行星形成的理论模型,从技术上讲,这颗热木星不应该存在。气态巨行星不能在它们的恒星附近形成,因为重力、辐射和强大的恒星风会阻止气体聚集在一起。但它们确实存在,并且在系外行星中发现了数百个。
无论它们是如何形成的,离恒星最近的热木星都是那里研究最多的系外行星之一。那是因为它们可以告诉我们很多关于行星和恒星之间的潮汐相互作用的信息。
WASP-12b是距离其恒星最近的热木星之一。这是研究潮汐相互作用的一个很好的例子。
是2008年发现的,这意味着天文学家已经能够收集到相对长期的数据。它的短轨道意味着我们可以观察到许多“日食”。那时一颗系外行星从我们和恒星之间经过,导致恒星的光变暗。(类似于日食的形成)
2017年,天文学家注意到WASP-12b的“日食”有点奇怪。根据先前对轨道周期的测量,这应该在几分之一秒内发生。
这种微小的时间变化可能是系外行星轨道改变方向的结果,因此当系外行星移动到恒星后面时,由普林斯顿大学的SamuelYee领导的一组天文学家科学家们决定不仅要仔细研究“日食”,还要仔细研究掩星现象以及。如果WASP-12b改变方向,掩星应该稍微延迟。
“日食”让星星的光芒隐隐暗淡。掩蔽导致更暗的光。这是因为,如果系外行星不在恒星后面,它会反射恒星的热量和光线,从而增加系统的整体亮度。
WASP-12b光学暗;它吸收了94%的光线,这使得它的颜色比沥青更深。
天文学家认为这是因为这颗系外行星太热了。白天,在2,600摄氏度(4,700华氏度)的温度下,分子氢分解成原子氢,使其大气层表现得更像一颗低质量恒星。但由于温度高,它会发出红外线。
易的团队使用斯皮策太空望远镜试图观察掩星。他们观察了WASP-12b恒星的16个轨道周期,虽然他们在数据中只发现了四个微弱的掩星,但它们已经足够了。
这些掩星很可能与“日食”同时发生……研究人员发现,这种掩星发生的速度要快得多——与每年29毫秒的轨道衰减一致。根据天文学家的计算,按照这个速度,这颗行星的寿命约为325万年。
现在,由康奈尔大学的杰克·特纳(JakeTurner)领导的一个新研究小组正在寻找另一组数据中的轨道衰减迹象——这些数据由NASA的行星搜寻望远镜TESS进行。观测,而这种观测是专门为观测“日食”和掩星而设计的。
TESS在2019年12月24日至2020年1月20日期间研究了包括WASP-12在内的一个区域。在这些数据中,团队发现了21个“日食”。掩星太浅而无法单独检测到,但该团队能够对它们进行建模以找到最适合TESS数据的掩星。
将这些“日食”和掩星时间与早期数据结合起来进行时序分析。特纳和他的团队能够确认WASP-12b的轨道确实在衰减。但它的执行速度比我们想象的要快,每年衰减32.53毫秒,因此总寿命应该是290万年。
这听起来很长,但在宇宙时间尺度上,真的只是弹指一挥间。与行星因大气层剥离而死亡所需的估计寿命1000万年相比,它大大缩短了系外行星的寿命。
不过,虽然寿命很短,但学习WASP-12b却能给我们带来很多启发。虽然它是唯一一颗有确凿证据证明其轨道衰减的系外行星,但预计还有其他热木星系外行星也会表现出类似的轨道衰减率。
特纳和他的团队写道:“因此,额外的数据可能会揭示(这些系外行星)是否确实表现出迄今为止未被发现的潮汐衰变,或者理论预测是否需要改进。”
“定期观察其他系统是有必要的,因为它们有助于我们了解热木星的形成、演化和最终命运。”
作者:MICHELLESTARR
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