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太阳系外的胡夫探险队发现了奇怪的扭曲行星

太阳系外的胡夫探险队发现了奇怪的扭曲行星

WASP-103b 及其宿主恒星的艺术印象。 信用:欧空局

那些 系外行星 胡夫任务揭示了在一天内绕其主星运行的系外行星具有扭曲的形状,看起来更像是橄榄球而不是球。 这是首次检测到系外行星的变形,为了解这些环绕恒星的行星的内部结构提供了新的见解。

这颗名为 WASP-103b 的行星位于大力神座。 它被这颗行星和它的主星 WASP-103 之间的强大潮汐力扭曲了,WASP-103 比太阳高约 200 度,大 1.7 倍。

潮汐拉力

我们在地球海洋中经历潮汐,主要是由于月球绕着我们运行时在我们的星球上拖了一点。 太阳对潮汐也有微小但重要的影响,但它离地球太远,不会对我们的星球造成重大扭曲。 WASP-103b 就不是这样了,它的大小几乎是它的两倍 木星 它的质量是它的 1.5 倍,它在不到一天的时间内绕着它的主星运行。 天文学家怀疑如此接近会引起超潮,但到目前为止他们还无法测量它们。

胡夫揭示了一颗形状像橄榄球的系外行星

胡夫揭示了一颗形状像橄榄球的系外行星。 信用:欧空局

使用来自欧洲航天局胡夫太空望远镜的新数据,以及之前已经获得的数据 美国国家航空航天局/哪个-哪个 哈勃太空望远镜 借助美国宇航局的斯皮策太空望远镜,天文学家现在已经能够发现潮汐力如何将 WASP-103b 系外行星从普通球体扭曲成橄榄球球的形状。

胡夫测量一颗系外行星的凌日——从我们的角度来看,当一颗行星从它的恒星前面经过时,就会发生光线下降。 研究光变曲线的形状通常会揭示有关行星的细节,例如它的大小。 Cheops 的高精度与引导灵活性相结合,使卫星能够返回目标并监测多次凌日,使天文学家能够检测到 WASP-103b 潮汐失真的确切信号。 这个独特的签名可以用来揭示更多关于这个星球的信息。

“令人难以置信的是,胡夫实际上能够检测到如此小的变形,”巴黎天文台、巴黎科学与文学大学的雅克·拉斯卡 (Jacques Lascar) 说,他是该研究的合著者。 “这是第一次进行这样的分析,我们可以希望更长时间的观察能够加强这种观察,并更好地了解地球的内部结构。”

被炸毁的星球

该团队能够使用 WASP-103b 的光传输曲线推导出一个变量 – 爱数 – 衡量质量在地球内的分布情况。 了解质量如何分布可以揭示有关行星内部结构的细节。

“材料对变形的抵抗力取决于其成分,”葡萄牙波尔图大学天文学研究所和该研究的主要作者 Susana Barros 解释说。 “例如,在地球上,由于月球和太阳,我们有潮汐,但我们只能看到海洋潮汐。岩石部分移动不大。通过测量地球的变形程度,我们可以知道它有多岩石,气态或水态。”

WASP-103b 的爱数与木星相似,初步表明内部结构相似,尽管 WASP-103b 的半径是其两倍。

“原则上,我们预计质量是木星 1.5 倍的行星的大小大致相同,因此 WASP-103b 应该由于其恒星变暖和可能的其他机制而非常膨胀,”苏珊娜说。

“如果我们能够通过未来的观测确认其内部结构的细节,或许我们可以更好地了解是什么让它如此膨胀。了解这颗系外行星核心的大小对于更好地了解它是如何形成的也很重要。”

由于洛夫数的不确定性仍然很高,未来将需要使用胡夫望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜(WEB)的观测来破译细节。 韦伯的超高分辨率将改善系外行星的潮汐变形测量,从而更好地比较这些所谓的“热木星”和太阳系的巨行星。

神秘运动

另一个谜团也围绕着 WASP-103b。 恒星与非常接近木星大小的行星之间的潮汐相互作用通常会缩短行星的轨道周期,使其在母星最终吞没它之前逐渐接近恒星。 然而,WASP-103b 的测量似乎表明轨道周期可能正在增加,行星正在慢慢地远离恒星。 这可能表明潮汐力以外的其他因素是影响地球的主要因素。

苏珊娜和她的同事考虑了其他可能的情况,例如宿主的伴星对系统动力学的影响或行星的轨道略呈椭圆形。 他们无法确认这些情况,但也无法排除这些情况。 也有可能轨道周期实际上是在减少,而不是在增加,但只有通过胡夫和其他望远镜对 WASP-103b 凌日的额外观察才能帮助揭示这个谜团。

欧洲航天局胡夫项目科学家凯蒂·艾萨克说:“潮汐畸变对系外行星瞬态光变曲线的影响非常小,但由于胡夫的高分辨率,我们第一次可以看到这一点。” . “这项研究是系外行星科学家可以用胡夫解决的非常多样化问题的一个很好的例子,说明了这种灵活的后续任务的重要性。”

参考:SCC Barrosg、B. Akinsanmi、G. Boué、AMS Smith、J. Laskar、S. Ulmer-Moll、J. Lillo-Box、D 的“使用 CHEOPS 在 3 °C 下检测 WASP-103b 的潮汐变形”。 Queloz, A. Collier Cameron, S. G. Sousa, D. Ehrenreich, M. J. Hooton, G. Bruno, B.-O. Demore, ACM Korea, ODS Demangeon, T. G. Wilson, A. Bonfanti, S. Hoyer, Y. Alibert, R. Alonso, G. Anglada Escudé, D. Barbato, T. Bárczy, D. Barrado, W. Baumjohann, M. Beck, T. Beck, W. Davies, M. Dellwill, A. Dellin, L. Delries, A. Erickson, A. K. Heng, L. Kiss, A. Lecavelier des Etangs, M. Lendl, C. Lovis, D. Magrin, V. Nascimbeni, PFL Maxted, G. Olofsson, R. Ottensamer, I. Pagano, E. Pallé, H . Parviainen, G. Peter, G. Piotto, D. Pollacco, R. Ragazzoni, N. Rando, H. Rauer, I. Ribas, N. C. Santos, G. Scandariato, D. Ségransan, A. E. Simon, M. Steller, Gy。 M. Szabó、N. Thomas、S. Udry、B. Ulmer、V. Van Grootel 和 N. A. Walton,2022 年 1 月 11 日, 天文学和天体物理学.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202142196

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