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怪异行星KELT9b,一年两个夏天两个

来源:水星 时间:2022/10/22
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随着天文观测手段越来越先进,更多的系外行星正在被天文学家发现。在最近两年发现的系外行星中,大部分都是通过TESS卫星发现的。TESS卫星全称叫“凌日系外行星勘测卫星”,只要被搜索的对象恒星发生“行星凌日”现象,TESS卫星就能敏锐地捕捉到恒星光度的细微明暗变化,从而确定这颗恒星是否拥有行星。

KELT-9行星系统

所谓“行星凌日”,其实在太阳系中也经常发生,比如水星凌日。对于地球来说,因为水星的轨道在地球轨道以内,轨道面和地球的轨道面又在同一个平面上,所以当水星刚好出现在从地球看太阳的视线方向上、且位于地球和太阳之间时,凌日现象就发生了。其实说到底,这种现象只不过是另一种日食而已,所不同的是通常所说的日食是月球遮住了太阳,而“行星凌日”是水星遮住了太阳而已。

同理,对于距离地球十分遥远的其他恒星,假如这个恒星也拥有自己的行星系统,假如行星的轨道面刚好和地球视线方向平行而非垂直,则TESS卫星就能发现它。年6月5日,国际天文权威期刊《天文学杂志》刊登了一篇天文新发现,主角是一颗名为KELT-9b的系外行星。这个行星系统于年被发现,它位于天鹅座,距离地球约光年。

在年7月,TESS卫星正在执行为期一年的观测北方天空的任务,期间的7月18日至9月11日,TESS卫星对KELT-9b每两分钟观测一次,总共观测到了27次KELT-9b的凌日现象。根据这些观测结果,研究小组能够对KELT-9行星系统中不寻常的母恒星及其对行星的影响进行建模。天文学家发现,这个行星系统十分怪异,首先行星KELT-9b的轨道面并不在母恒星的赤道面上,而是与赤道面垂直,因此行星的轨道会穿过恒星的两极,这种轨道形式其实是不多见的。

马里兰州哥伦比亚大学空间研究协会的天文学家约翰·阿勒斯说,行星KELT-9b的怪异系数非常高,不仅轨道穿越恒星的两极,而且KELT-9b也是一个气体巨人,表面温度极高,是已知最热的系外行星。它的体积比木星大1.8倍,质量是木星的2.9倍。它的自转被母恒星的潮汐力锁定,所以总是以同一面面对着它的恒星(就如同月球总是以同一面朝向地球一样)。这颗行星的公转速度极快,绕恒星旋转一周只需要36小时,每隔18小时就会经过恒星的极点。

KELT-9b真正怪异的地方并不是上面所说,而是由怪异的母恒星引起。这颗恒星大约是太阳的两倍大小,平均表面温度约摄氏度。但它的自转速度极快,旋转速度比我们的太阳快了38倍,仅仅只需16小时就完成了一次自转。因为它的快速旋转,导致恒星的形状被扭曲——两极扁平而赤道鼓起。这也导致了恒星的两极温度较高,约是摄氏度;而赤道区域温度较低,约摄氏度,温差约度。由此也造成了恒星表面亮度的明暗不均。

因此,在KELT-9b的每个轨道周期中,行星会两次经历整个恒星温度范围,产生了一个相当奇特的季节序列。当行星经过恒星的极点区域时,它会经历夏天,而当它经过恒星的赤道区域时,它会经历冬天。因此,KELT-9b每年经历两个夏天和两个冬天,而每个季节大约只有九小时。想一想,如果地球的季节变换也是这种怪异的模式,那该有多么可怕。

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