“热木星”如何获得它们奇怪的紧密轨道

恒星和邻近的行星可以将巨大的世界抛向它们的太阳

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在靠近它的恒星旋转时,一种被称为热木星(如图)的行星可能会在另一颗行星或恒星在那里弹射它之后获得它的特殊轨道。

一项新的研究发现,被称为热木星的奇怪巨行星,其轨道靠近太阳,被附近的行星和恒星踢到了它们独特的路径上。

在分析了数十颗炽热木星的轨道后,一组天文学家找到了一种方法,可以在巨行星不自在地靠近恒星的过程中捕捉到它们。1 月 27 日提交给 arXiv.org 的新分析将怪异世界归咎于围绕同一恒星运行的其他大质量物体的引力作用,其中许多物体在此过程中自毁。

耶鲁大学的天体物理学家玛莲娜赖斯说:“这是一种非常戏剧性的方式来创造你的热木星。”

热木星一直很神秘。它们的轨道非常靠近它们的恒星,在几天或更短的时间内旋转,而我们太阳系中的所有巨行星都离太阳很远(SN:6/5/17)。为了解释奇怪的行星,天文学家提出了三个主要观点(SN:5/11/18)。也许炽热的木星在它们的恒星旁边形成并保持不动,或者它们从更远的地方开始,然后慢慢地向内盘旋。在任何一种情况下,行星都应该有与其恒星赤道对齐的圆形轨道,因为这些世界从孕育它们的原行星盘中的物质继承了它们的路径。

不过,这项新研究支持第三个想法:与另一颗巨行星或伴星的引力相互作用首先将一颗木星大小的行星抛到一个高度椭圆和倾斜的轨道上,使其靠近恒星。在某些情况下,这颗行星甚至以错误的方式绕着它的恒星旋转,与它的自转方式相反。

在这种情况下,每次被抛掷的行星掠过太阳时,恒星的引力都会夺走行星的轨道能量。这会缩小轨道,逐渐使其更圆且倾斜度更低,直到行星在一个小的圆形轨道上变成热木星,重新排列在与恒星赤道相同的平面上。

恒星通常会在重新调整行星轨道之前将其环绕,而冷星重新调整轨道的速度比暖星快。因此,赖斯和她的同事们寻找围绕不同温度恒星运行的数十个热木星轨道的形状和倾斜度之间的关系。

一般来说,研究小组发现,围绕冷星的热木星往往处于对齐良好的圆形轨道上,而围绕暖星的热木星通常处于拉长且偏离轨道的轨道上。换句话说,许多围绕暖星的轨道还没有时间确定它们的最终大小和方向。研究小组总结说,这些轨道仍然带有与系统中相邻天体的引力碰撞形成的痕迹。

没有参与这项研究的哥伦布俄亥俄州立大学天体物理学家大卫马丁说,这是一个“简单而优雅的论点”。“他们以一种新的方式提供证据,有助于加强”同一太阳系中其他大质量物体产生热木星的想法。他怀疑这个理论可能解释了这些行星中的大部分。

但这意味着无数的巨型世界遭受了可怕的命运。赖斯说,一些把它们的兄弟们扔到恒星附近的行星最终自己也陷入了同样的恒星。许多其他行星被完全驱逐出太阳系,所以今天这些任性的世界在星际空间的冰冻深处徘徊,远离任何太阳的光芒。

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