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发现一颗比木星大3倍的巨型行星,却被恒星弹弓式的弹射加速!

天文学家发现一颗质量是木星三倍的行星,它绕着宿主恒星运行,一条长长的蛋形轨道路径。如果这颗行星以某种方式被放入我们的太阳系,它就会从小行星带内摆动到海王星以外的地方。已经在其他恒星周围发现了其他具有高度椭圆形轨道的巨型行星,但这些星球都不是位于它们宿主恒星系统的最外侧,就像这一个。这颗行星不同于我们太阳系的行星,但更重要的是,它不同于迄今发现的任何其他系外行星。

其他探测到远离恒星的行星偏心率往往很低,这意味着它们的轨道更圆。这颗行星偏心率如此之高的事实说明,它相对于其他行星形成或演化方式的一些不同之处。这颗行星是使用径向速度法发现的,径向速度法是发现系外行星的主要方法,通过跟踪其母星如何在来自这些行星的引力牵引下“摆动”探测。然而,对这些数据的分析通常需要对一颗行星整个轨道周期进行观测,对于远离恒星轨道运行的行星来说,这是很困难的。

因为一个完整的轨道可能需要几十年甚至几百年的时间。加州理工大学天文学教授安德鲁·W·霍华德领导的加利福尼亚行星搜索,是少数几个在数十年时间尺度上观察恒星的小组之一,这是利用径向速度探测长周期系外行星所必需的。发现这颗新行星所需的数据,由加州行星搜索计划使用的天文台提供,北加州的利克天文台和夏威夷的W·M·凯克天文台以及德克萨斯州的麦当劳天文台。自20世纪90年代以来,天文学家一直在观察这颗行星的宿主恒星HR 5183。

但没有与这颗行星完整轨道(称为HR 5183 b)相对应的数据,因为它大约每45年到100年围绕其恒星运行一周。相反,研究小组发现了这颗行星,因为它的轨道很奇怪。这颗行星大部分运行时间都在这个高度偏心的轨道上,恒星行星系统的外部徘徊,然后它开始加速,并围绕宿主恒星进行弹弓式加速运行。天文学家探测到了这种弹弓运动,看到这颗行星的“进来”,现在它正在消失。这创造了一个如此独特的特征,以至于天文学家们可以确定这是一个真实的行星,尽管还没有看到完整的轨道。

新的发现表明,使用径向速度法探测其他遥远行星是可能的,而不需要等上几十年。而且,寻找更多这样的行星可以阐明巨型行星在塑造恒星系中的作用。行星是由恒星形成后遗留下来的物质盘形成。这意味着行星应该以平坦的圆形轨道开始。新探测到的行星处于如此偏心的轨道上,它一定是受到了其他天体的引力踢。最有可能的情况是,这颗行星曾经有一个大小相似的邻居。当两颗行星彼此足够接近时,一颗行星将另一颗行星推出太阳系,迫使HR5183b进入高度偏心的轨道。

这个新发现的行星基本上会像一个破坏球一样进来,把任何阻挡它的东西从系统里敲出来。这一发现表明,人类对太阳系以外行星的理解仍在不断发展中。天文学家们继续在太阳系外或已经发现的恒星系中发现新系外行星。哥白尼告诉我们,地球不是太阳系的中心,这颗新发现的行星是另一个恒星系统的例子,它不是我们太阳系的形象,而是具有令人难以置信的特征,表面宇宙在其多样性方面令人难以置信的丰富。

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