当世界相撞：天文学家看到系外行星灾难的余晖

当世界相撞：天文学家看到系外行星灾难的余晖 这幅插图描绘了两颗巨大的系外行星相撞后的情景。剩下的是一个炙热、熔化的行星内核和一团旋转、发光的尘埃和碎片云。图片来源：Mark A. Garlick天王星的倾斜和地球卫星的存在等残留线索表明，在我们遥远的历史中，我们恒星附近的行星曾发生过碰撞，永远地改变了它们的形状和轨道位置。科学家们将目光投向太阳系外遥远的系外行星，可以发现类似的证据，即在整个宇宙中，行星有时会撞击在一起。在这项新研究中，这种撞击的证据来自于一团光度奇特、波动不定的尘埃和气体云。科学家们在观测一颗年轻的（3 亿岁）类太阳恒星时，发现了一个奇怪的现象：这颗恒星的亮度突然大幅下降。研究小组仔细观察后发现，就在亮度下降之前，这颗恒星的红外亮度突然骤增。研究小组在研究这颗恒星时发现，这种亮度持续了 1000 天。但在这一亮度事件发生 2.5 年后，这颗恒星意外地产生了日蚀，导致亮度突然下降。这次日蚀持续了 500 天。研究小组进一步调查后发现，亮度骤降和日食背后的罪魁祸首是一团巨大的发光气体和尘埃云。而造成突发性日食的最可能的原因是什么呢？研究人员认为是两颗系外行星之间的宇宙碰撞，其中一颗可能含有冰。                                                                                                   在一项详细描述这些事件的新研究中，科学家们认为，两颗巨大的系外行星（从几个地球质量到几十个地球质量不等）相互撞击，产生了红外线尖峰和云层。这样的撞击会使两颗行星完全液化，只留下一个被气体、热岩石和尘埃云包围的熔融内核。撞击后，这团云中仍有炽热发光的碰撞残留物，继续围绕恒星运行，最终移动到恒星前方，并使恒星黯然失色。这项研究使用的是美国国家航空航天局（NASA）现已退役的 WISE 任务的档案数据该航天器以 NEOWISE 的名称继续运行。2021年，地面机器人巡天ASAS-SN（全天空超新星自动巡天）首次发现了这颗恒星。虽然这些数据揭示了这一行星碰撞的残余物，但美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜等望远镜仍能看到这一碰撞的光芒。事实上，这项研究背后的研究团队已经在准备用韦伯望远镜观测这个系统的方案。这项题为"行星碰撞余辉及碎片云过境"的研究由第一作者马修-肯沃西（Matthew Kenworthy）与 21 位合著者共同发表在《自然》杂志上。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

天文学家在超冷矮星SPECULOOS附近发现系外行星距地球仅55光年

天文学家在超冷矮星SPECULOOS附近发现系外行星距地球仅55光年 系外行星 SPECULOOS-3 b 绕其恒星运行的艺术家视图。这颗行星和地球一样大，而它的恒星比木星稍大，但质量更大。图片来源：Lionel Garcia超冷矮星是宇宙中质量最小的恒星，大小与木星相似。与太阳相比，它们的温低上许多，质量小十倍，亮度小一百倍。它们的寿命比我们的恒星长一百多倍，当宇宙变得寒冷和黑暗时，它们将是最后闪耀的恒星。虽然超冷矮星在宇宙中比太阳恒星常见得多，但由于它们的光度很低，人们对它们的了解仍然很少。尤其是对它们的行星知之甚少，尽管它们在我们银河系的行星群中占了很大一部分。正是在这样的背景下，由列日大学领导的SPECULOOS协会刚刚宣布发现了一颗新的地球大小的行星，它围绕着附近的一颗超冷矮星运行。SPECULOOS-3 b系外行星距离地球约55光年。从宇宙尺度来看，这是非常近的距离，因为我们的银河系长达 10 万光年。SPECULOOS 3 是在这种恒星周围发现的第二个行星系统："SPECULOOS-3 b实际上与我们的行星大小相同，"发表在《自然-天文学》上的这篇文章的第一作者、天文学家Michaël Gillon解释说。它的昼夜永远不会结束。我们认为，这颗行星是潮汐锁定的，因此它的同一面，即日面，总是面向恒星，就像月球面向地球一样。另一方面，黑夜的那一面将被锁定在无尽的黑暗中"。系外行星 SPECULOOS-3 b 绕其恒星运行的艺术家视图。这颗行星和地球一样大，而它的恒星比木星稍大，但质量更大。资料来源：NASA/JPL-Caltech由天文学家米夏埃尔-吉隆（Michaël Gillon）发起并领导的 SPECULOOS（搜索超冷矮星上的行星）项目，专门用于搜索最近的超冷矮星周围的系外行星。研究人员继续说："这些恒星散布在天空中，因此必须在数周内逐一对它们进行观测，这样才有可能探测到凌日行星。这就需要一个由专业机器人望远镜组成的专用网络。这就是 SPECULOOS 背后的理念，它由列日大学、剑桥大学、伯明翰大学、伯尔尼大学、麻省理工学院和苏黎世联邦理工学院联合运行。""我们专门设计了SPECULOOS来观测附近的超冷矮星，以寻找适合详细研究的岩石行星，"列日大学天文学家Laetitia Delrez评论道。"2017年，我们使用TRAPPIST望远镜的SPECULOOS原型发现了著名的TRAPPIST-1系统，该系统由7颗地球大小的行星组成，其中包括几颗潜在的宜居行星。这是一个极好的开端！"SPECULOOS-3 恒星的温度是太阳的1/3左右，平均温度约为 2600°C 。由于它的超短轨道，这颗行星每秒钟从太阳接收到的能量几乎是地球的 16 倍，因此，它实际上受到了高能辐射的轰击。麻省理工学院教授、SPECULOOS 北方天文台及其 Artemis 望远镜联合主任 Julien de Wit 说："在这样的环境中，行星周围存在大气层的可能性很小。"这颗行星没有大气层这一事实可能会在多个方面带来好处。例如，它可以让我们了解到很多关于超冷矮星的知识，这反过来又可以对它们潜在的宜居行星进行更深入的研究。事实证明，SPECULOOS-3 b 是 2021 年发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的绝佳目标。"有了詹姆斯-韦伯太空望远镜，我们甚至可以研究这颗行星表面的矿物学！"埃尔莎-杜克罗特（Elsa Ducrot）兴奋地说，她曾是列日大学的研究员，现在巴黎天文台工作。"这一发现表明，我们的 SPECULOOS-North 观测站有能力探测到适合进行详细研究的地球大小的系外行星。而这仅仅是个开始！在瓦隆大区和列日大学的资助下，两台新的望远镜猎户座望远镜和阿波罗望远镜将很快加入特内里费岛泰德火山高原上的阿耳忒弥斯望远镜，以加快寻找这些迷人行星的步伐，"Michaël Gillon 总结道。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家发现拥有"熔岩半球"、4.2天过1年的地球大小的行星

天文学家发现拥有"熔岩半球"、4.2天过1年的地球大小的行星 这颗新发现的行星被称为HD 63433 d，它是潮汐锁定的，也就是说，有一面始终朝向恒星，而另一面则始终处于黑暗之中。这颗系外行星，或者说太阳系外的行星，围绕着恒星HD 63433（TOI 1726）运行，属于HD 63433行星系。这个炙热的世界是目前确认的最小的系外行星，年龄小于5亿岁。它也是目前发现的最接近地球大小的年轻行星，年龄约为 4 亿岁。与上图中的开普勒-10 b一样，系外行星HD 63433 d也是一颗小型岩石行星，紧紧地围绕着它的恒星运行。HD 63433 d是目前确认的年龄小于5亿岁的最小系外行星。它也是目前发现的最接近地球大小的年轻行星，大约有4亿岁。图片来源：NASA/Ames/JPL-Caltech/T.Pyle天文学家的深入分析一个天文学家小组利用NASA的 TESS（凌日系外行星巡天卫星）提供的数据分析了这个系统，该卫星可以发现"凌日"现象，即行星在运行过程中从恒星前方穿过，遮挡住一小部分星光的情况。在这个行星系统中，之前已经发现了两颗行星，因此，为了看看这颗恒星的轨道上还可能潜藏着什么，研究小组获取了数据，并移除了这两颗已知行星的信号。这让他们看到了一个额外的信号每隔 4.2 天就会再次出现的小过境。经过进一步调查，他们证实这实际上是第三颗更小的行星。这颗潮汐锁定的行星非常接近地球大小（它的直径大约是我们地球直径的 1.1 倍），它围绕着一颗与太阳大小相似的恒星运行（这颗恒星的大小和质量分别是太阳的 0.91 和 0.99）。这个星系中的恒星是一颗G型恒星，与我们的太阳属于同一类型。但是，HD 63433 d 的轨道比我们更接近它的恒星，它的"年"长仅为 4.2 天，而且白天的温度极高。HD 63433 的有趣方面虽然这颗新发现的行星及其恒星的大小与我们的地球和太阳差不多，但HD 63433 d却与我们的地球大相径庭。首先，它是一个非常年轻的系统中的一颗非常年轻的行星。这个行星系本身比我们年轻大约 10 倍，与我们这个拥有 45 亿年历史的世界相比，这颗拥有 4 亿年历史的行星还处于萌芽阶段。它与恒星的距离也比我们与恒星的距离近得多。这颗行星距离恒星的距离是水星距离太阳的 8 倍。由于距离恒星如此之近，这颗被潮汐锁定的行星的日侧温度可以达到大约 2294华氏度（1257摄氏度）。由于温度如此之高，距离恒星如此之近，而且体积如此之小，这颗行星很可能缺乏一个实质性的大气层。这些炙热的温度与CoRoT-7 b和开普勒-10 b等熔岩世界相当，这一发现背后的团队认为，这颗行星的日侧可能是一个"熔岩半球"。这颗行星体积小、年龄小，而且离恒星很近，是一个值得进一步探索的候选行星。后续研究可能会证实这项研究的结果，并有可能揭示有关这颗行星"阴暗面"的更多信息，以及它（可能的）大气层的状况。正如这项研究指出的，"年轻的陆地世界是制约行星形成和演化主流理论的关键试验台"。探索团队发表在《天文学杂志》上的一项新研究描述了这一发现，题为"TESS Hunt for Young and Maturing Exoplanets (THYME) XI：一颗地球大小的行星围绕着400 Myr大熊座移动群中一颗近邻的类太阳宿主运行"。这项研究由合著者本杰明-卡皮斯特朗和梅琳达-苏亚雷斯-富尔塔多领导，在2024年美国天文学会会议上的一次报告中进行了讨论。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家揭秘遥远系外行星TOI-1136的演化过程

天文学家揭秘遥远系外行星TOI-1136的演化过程 如果系统中的每个天体都是一只鸭子或小鸭子，TOI-1136 系统的有趣再现。资料来源：Rae Holcomb/UCI在1月29日发表于《天文学杂志》（The Astronomical Journal）上的一篇论文中，研究人员分享了TESS-Keck巡天的结果，对绕TOI-1136运行的系外行星进行了详尽的描述，TOI-1136是该星系中的一颗矮星，距离地球超过270光年。这项研究是该研究小组利用美国国家航空航天局的凌日系外行星巡天卫星（TESS）提供的数据，于2019年对该恒星和系外行星进行初步观测的后续研究。该项目通过对凌日时间变化的计时，首次估算了系外行星的质量，而凌日时间变化是衡量轨道行星相互间引力的一个指标。在最近的研究中，研究人员将 TTV 数据与恒星的径向速度分析结合起来。利用加利福尼亚州汉密尔顿山利克天文台的自动行星发现者望远镜和夏威夷莫纳凯亚山上 W.M. 凯克天文台的高分辨率梯形光谱仪，他们可以通过多普勒效应的红移和蓝移探测到恒星运动的细微变化这有助于他们以前所未有的精度确定行星质量读数。为了获得这个太阳系中行星的精确信息，研究小组利用数百个径向速度测量数据和TTV数据建立了计算机模型。第一作者科里-比尔德（Corey Beard）是加州大学洛杉矶分校物理学博士候选人，他说，将这两种读数结合起来，可以获得比以往任何时候都更多的关于这个系统的知识。比尔德说："我们花了很多时间反复试验，但在开发出系外行星文献中迄今为止最复杂的行星系统模型之一后，我们对自己的成果非常满意。"该论文的合著者、加州大学洛杉矶分校物理学和天文学副教授保罗-罗伯逊（Paul Robertson）说，行星数量之多是激励天文小组开展进一步研究的一个因素。他说："我们认为，从研究的角度来看，TOI-1136 是非常有利的，因为当一个系统拥有多颗系外行星时，我们可以控制行星演化对宿主恒星的影响，这有助于我们关注导致这些行星具有这种特性的个别物理机制。"罗伯逊补充说，当天文学家试图对不同太阳系中的行星进行比较时，由于恒星的不同特性及其在银河系不同部分的位置，会有许多变量存在差异。他说，观察同一系统中的系外行星可以研究经历过相似历史的行星。TOI-1136 系统及其年轻恒星闪烁的艺术效果图。资料来源：Rae Holcomb/Paul Robertson/ UCI按照恒星的标准，TOI-1136非常年轻，只有7亿岁，这也是吸引系外行星猎手的另一个特点。罗伯逊说，寻找年轻恒星既"困难又特殊"，因为它们非常活跃。在恒星发展的这一阶段，磁性、太阳黑子和太阳耀斑更加普遍和强烈，由此产生的辐射会冲击和雕刻行星，影响它们的大气层。TOI-1136中已确认的系外行星TOI-1136 b至TOI-1136 g被专家们归类为"亚海王星"。罗伯逊说，最小的一颗行星的半径是地球的两倍多，其他行星的半径最多是地球的四倍，与天王星和海王星的大小相当。根据这项研究，所有这些行星绕TOI-1136运行的时间都少于水星绕地球太阳运行的88天。罗伯逊说："我们把整个太阳系装进了恒星周围的一个如此小的区域，以至于我们这里的整个行星系统都在这个区域之外。"它们对我们来说是奇怪的行星，因为我们的太阳系中没有与它们完全相似的东西，"合著者、加州大学洛杉矶分校物理学博士候选人蕾-霍尔科姆（Rae Holcomb）说。"但我们对其他行星系统的研究越多，就越觉得它们可能是银河系中最常见的行星类型"。这个太阳系的另一个奇特成分是可能存在第七颗行星，但尚未得到证实。研究人员检测到了该系统中另一种共振力的一些证据。罗伯逊解释说，当行星的运行轨道相互靠近时，它们会相互产生引力。他说："当你听到钢琴弹奏的和弦时，你会觉得很好听，这是因为你听到的音符之间存在共振，甚至是间隔。这些行星的轨道周期也有类似的间隔。当系外行星发生共振时，每次拉力的方向都是一致的。这可能会产生破坏稳定的效果，或者在特殊情况下，它可以使轨道更加稳定。"罗伯逊指出，这次调查远远没有回答他的研究小组关于这个系统中系外行星的所有问题，而是让研究人员希望获得更多的知识，特别是关于行星大气成分的知识。通过美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）先进的光谱分析能力，可以更好地进行这方面的研究。"加州大学利克天文台和凯克天文台都参与了这个非常重要的系统的表征工作，对此我感到非常自豪，"加州大学天文台副主任马修-谢特龙（Matthew Shetrone）说。"在同一个系统中有这么多中等大小的行星，确实让我们能够测试行星形成的情况。我想更多地了解这些行星，我们会在同一个太阳系中发现熔岩世界、水世界和冰世界吗？感觉就像科幻小说一样"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家发现"超级蓬松"的系外行星 其密度类似棉花糖

天文学家发现"超级蓬松"的系外行星 其密度类似棉花糖 WASP-193b大约比附近的气态巨行星木星大50%，但其质量经计算仅为木星的0.14。此外，这颗行星的密度估计约为每立方厘米 0.059 克。相比之下，木星的密度接近每立方厘米 1.33 克，地球的密度为每立方厘米 5.51 克。这意味着这颗行星的密度相当于棉花糖，每立方厘米约为 0.05 克。WASP-193b属于被称为"蓬松木星"的一类行星，是迄今为止第二亮的行星，仅次于类似海王星的开普勒51d。在迄今为止发现的5400多颗行星中，它无疑是一个奇葩。西班牙安达卢西亚天体物理研究所的高级研究员弗朗西斯科-波苏埃洛斯（Francisco Pozuelos）是有关这一发现的论文的共同第一作者，他说，根据经典的进化模型，他们无法解释这颗行星是如何形成的。研究小组认为，这颗气态巨行星主要由氦和氢组成，从而形成了一个庞大的大气层，比木星的大气层还要向外延伸数万公里。仔细观察这颗行星的大气层应该会发现更多有助于缩小其进化路径的线索，他们可能会得到机会。天文学家认为，WASP-193b 是詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的理想目标。研究小组的研究成果发表在《自然》杂志上，论文题目是：木星大小的行星WASP-192b周围的扩展低密度大气层。 ... PC版： 手机版：

天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环

天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环 每种光彩都是独一无二的，这取决于行星大气层的成分和照亮它的恒星发出的光的颜色。WASP-76（WASP-76b的"太阳"）是一颗黄白色的主序星，就像我们的太阳一样，但不同的恒星会产生不同颜色和图案的光辉。图片来源：欧空局，由 ATG 根据欧空局合同完成。CC BY-SA 3.0 IGO这种现象在地球上经常出现，但在另一颗行星金星上只发现过一次。如果得到证实，这第一颗太阳系外的光辉将揭示更多关于这颗令人费解的系外行星的本质，并为如何更好地了解陌生而遥远的世界带来令人兴奋的启示。在系外行星WASP-76b阳光下难以忍受的光和热与其黑暗面无尽的黑夜之间，可能存在着第一种太阳系外的"光彩"。这种效果类似于彩虹，当光线从一种由完全均匀但迄今未知的物质组成的云层上反射出来时，就会产生这种效果。葡萄牙天体物理学和空间科学研究所的天文学家、该研究的第一作者奥利维尔-德曼吉翁解释说："在太阳系外从未见过光辉是有原因的它需要非常奇特的条件。首先需要大气粒子接近完美的球形，完全均匀且足够稳定，以便进行长时间观测。行星附近的恒星需要直接照射到它，而观测者Cheops的方位恰到好处。"2011 年 7 月 24 日在金星上看到的"光辉"的假彩合成图像。该图像由金星监测相机拍摄的紫外线、可见光和近红外波长的三幅图像组成。这些图像的拍摄间隔为 10 秒钟，由于航天器的运动，这些图像并没有完全重叠。从 6000 公里外的航天器上看到的光斑直径为 1200 公里。图片来源：ESA/MPS/DLR/IDA如果得到证实，这首缕系外行星的光辉将为进一步了解行星和形成它的恒星提供一个美丽的工具。研究系外行星的欧空局研究员马修-斯坦丁（Matthew Standing）解释说："重要的是要记住我们正在目睹的令人难以置信的规模。WASP-76b在几百光年之外一颗炙热的气态巨行星上，很可能下着熔铁雨。尽管一片混乱，但我们似乎已经探测到了光辉的潜在迹象。这是一个非常微弱的信号。"这一结果展示了欧空局契奥普斯飞行任务在探测遥远世界上从未见过的微妙现象方面的威力。这幅插图显示了系外行星 WASP-76b 的夜景。这颗超高温巨型系外行星的白天温度高达 2400 摄氏度以上，足以使金属蒸发。强风将铁蒸气带到较冷的夜侧，在那里凝结成铁滴。在图像的左侧，我们看到了系外行星的傍晚边界，从白天过渡到夜晚。图片来源：ESO/M.KornmesserWASP-76b是一颗超热的类木星行星。虽然它的质量比我们的木星小10%，但体积却几乎是它的两倍。这颗系外行星紧紧地围绕着它的主恒星运行，其距离比焦黑的水星围绕太阳运行的距离还要近12倍，因此它被强烈的辐射"膨化"了。自2013年被发现以来，WASP-76b一直受到密切关注，并出现了一幅奇异的地狱图景。这颗行星的一面始终面向恒星，温度高达2400摄氏度。在这里，在地球上会形成岩石的元素会熔化并蒸发，只会在温度稍低的夜间一侧凝结，形成滴下熔铁雨的铁云。但是，WASP-76b的"肢体"当它从宿主恒星前方经过时看到的最外围区域存在明显的不对称，或者说"古怪"，这让科学家们感到困惑。在这项揭示性研究中，还分析了来自欧空局和美国国家航空航天局不同任务的数据，包括TESS、哈勃和斯皮策，但当欧空局的"Cheops"和美国国家航空航天局的TESS合作时，荣耀现象的蛛丝马迹才开始显现。地球上空轨道上的 CHEOPS 的艺术印象。图中卫星的望远镜盖是关闭的。图片来源：ESA / ATG medialab当WASP-76b从它的类太阳恒星前方和周围经过时，Cheops对它进行了密集的监测。经过三年的 23 次观测，数据显示来自该行星东部"终结者"黑夜与白昼的交界处的光量出现了惊人的增长。这使得科学家们能够厘清并确定信号的来源。奥利维尔解释说："这是第一次在系外行星的亮度（即其'相位曲线'）上探测到如此剧烈的变化。这一发现让我们假设，这种意想不到的光芒可能是由一种强烈的、局部的和各向异性的（与方向有关的）反射造成的，这就是光辉效应"。虽然光晕效应会产生类似彩虹的图案，但两者并不相同。彩虹的形成是由于阳光穿过具有一定密度的介质，到达具有不同密度的介质例如从空气到水使其路径发生弯曲（折射）。不同波长的光线会发生不同程度的弯曲，从而使白光分成各种颜色，形成我们熟悉的彩虹圆弧。金星（左）和地球（右）上光辉现象的模拟视图，未考虑任何雾霾或背景云亮度的影响。当阳光照射到云滴上时，就会出现光晕现象，地球上的云滴是水滴，而金星上的云滴是硫酸滴。金星上的光彩与地球上的光彩在外观上的主要区别不在于成分，而在于颗粒大小。地球上的云滴直径通常在 10 到 40 千分之一毫米之间，而金星上云顶的云滴要小得多，直径通常不超过 2 千分之一毫米。正因为如此，彩色条纹之间的距离比在地球上要远。图片来源：C. Wilson/P.拉文而"光环"则是光线在狭窄的开口之间穿过时形成的，例如在云或雾中的水滴之间。同样，光的路径会发生弯曲（在这种情况下是衍射），通常会形成同心色环，光波之间的干涉会形成明暗相间的色环图案。光辉效应的证实意味着存在由完美球形液滴组成的云层，这种云层至少持续了三年，或者正在不断补充。要想让这种云持续存在，大气层的温度也需要长期保持稳定这将是对 WASP-76b 可能发生的事情的一个引人入胜的详细了解。重要的是，能够在如此遥远的地方探测到如此微小的奇迹，将教会科学家和工程师如何探测其他难以观测但却至关重要的现象。例如，液态湖泊和海洋反射的阳光这是宜居性的一个必要条件。欧空局即将进行的阿里尔飞行任务的项目科学家特雷莎-吕夫廷格解释说："要最终确定这种引人入胜的'额外光线'是一种罕见的光彩，还需要进一步的证明。NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜上搭载的NIRSPEC仪器进行的后续观测就可以做到这一点。欧空局即将执行的阿里尔任务也可以证明它的存在。我们甚至可以发现其他系外行星闪耀着更多绚丽的色彩。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：