天文学家发现系外行星正围绕着一颗老化的恒星螺旋式地湮灭

天文学家发现系外行星正围绕着一颗老化的恒星螺旋式地湮灭通过提供对处于这种高级进化阶段的系统的第一眼观察，这一发现为行星轨道衰变的漫长过程提供了新的见解。死于恒星被认为是等待许多行星世界的命运。几十亿年后，随着我们的太阳越来越老，这可能是地球的最终告别。哈佛大学和史密森学会天体物理学中心的51Pegasib研究员ShreyasVissapragada说："我们以前曾检测到系外行星向其恒星吸气的证据，但我们以前从未见过这样一颗围绕着进化恒星的行星，"他是描述这些结果的一项新研究的主要作者。"理论预测，进化的恒星非常有效地从它们的行星轨道上吸取能量，现在我们可以用观测结果来检验这些理论。"这些发现将于今天（2022年12月19日）发表在《天体物理学杂志通讯》上。这颗命运多舛的系外行星被命名为开普勒-1658b。正如它的名字所示，天文学家通过开普勒太空望远镜发现了这颗系外行星，开普勒太空望远镜是2009年发射的一项先驱性行星猎取任务。奇怪的是，这个世界是开普勒观察到的第一颗新的系外行星候选者。然而，它花了将近十年的时间来确认这颗行星的存在，当时这个物体作为第1658个条目正式进入开普勒的目录。开普勒-1658b是一颗所谓的热木星，这是给予质量和大小与木星相当，但围绕其宿主恒星处于炙热的超近轨道上的系外行星的昵称。对于开普勒-1658b来说，这个距离仅仅是我们的太阳和其最紧密的轨道行星--水星之间的空间的八分之一。对于热木星和其他像开普勒-1658b这样已经非常接近其恒星的行星来说，轨道衰变看起来肯定会最终导致毁灭。测量系外行星的轨道衰减对研究人员来说是一个挑战，因为这个过程非常缓慢和渐进。根据新的研究，在开普勒-1658b的情况下，其轨道周期正在以每年约131毫秒（千分之一秒）的微不足道的速度下降，较短的轨道表明该行星已经接近其恒星。检测这种下降需要多年的仔细观察。观察从开普勒开始，然后被南加州的帕洛玛天文台的黑尔望远镜发现，最后是2018年发射的凌日系外行星调查望远镜，即TESS。所有这三台仪器都捕捉到了凌日，凌日是指当一颗系外行星穿过其恒星的表面并导致恒星的亮度非常轻微地变暗。在过去的13年里，开普勒-1658b的凌日间隔略微但稳定地减少。开普勒-1658b所经历的轨道衰减的根本原因是潮汐力，与地球上的海洋每日涨落的现象相同。潮汐力是由两个轨道物体之间的引力相互作用产生的，比如我们的世界和月球之间，或者开普勒-1658b和它的恒星之间。这些天体的引力扭曲了彼此的形状，当天体对这些变化作出反应时，能量就会被释放。根据所涉及的天体之间的距离、大小和旋转速度，这些潮汐相互作用可以导致天体互相推开--地球和缓慢向外旋转的月球就是这种情况--或者向内推开，就像开普勒-1658b向其恒星那样。特别是在恒星-行星的组合下，研究人员对这些天体的动力学仍有许多不了解的地方。因此，对开普勒-1658系统的进一步研究应该证明是有启发性的。这颗恒星已经进化到了其恒星生命周期中开始膨胀的地步，就像我们的太阳被预期的那样，并且已经进入了天文学家所说的亚巨型阶段。与像我们太阳这样未进化的恒星相比，进化的恒星的内部结构更容易导致从托管行星的轨道上获取的潮汐能量的消散。这加速了轨道衰变过程，使其更容易在人类的时间尺度上进行研究。这些结果进一步帮助解释了开普勒-1658b的一个内在的奇怪现象，它看起来比预期的更亮、更热。研究小组说，缩小该行星轨道的潮汐相互作用也可能在该行星本身产生额外的能量。Vissapragada指出，木星的卫星木卫二也有类似的情况，它是太阳系中火山最多的天体。来自木星对木卫二的引力推拉，融化了这个星球的内部。这些熔化的岩石然后喷发到月球著名的地狱般的黄色硫磺沉积物和新鲜的红色熔岩表面。对开普勒-1658b的额外观测结果的堆叠，可以对天体的相互作用有更多的了解。而且，随着TESS计划继续仔细检查附近的数千颗恒星，Vissapragada及其同事预计该望远镜将发现许多其他系外行星在其宿主恒星的"排水沟"中盘旋的例子。Vissapragada说："现在我们有证据表明一颗行星在一颗进化的恒星周围被吸入，我们可以真正开始完善我们的潮汐物理学模型。开普勒-1658系统可以在未来几年内以这种方式作为一个天体实验室，如果幸运的话，很快就会有更多这样的实验室。"Vissapragada最近在几个月前加入了天体物理学中心，现在正接受MercedesLópez-Morales的指导，他期待着系外行星的科学继续取得巨大的进步。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335633.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335633.htm

天文学家发现两颗系外行星与太阳系中的任何行星都不同

天文学家发现两颗系外行星与太阳系中的任何行星都不同对一个被称为开普勒-138的行星系统的详细研究结果将于今天（12月15日）发表在《自然-天文学》杂志上。该小组由蒙特利尔大学特罗蒂尔系外行星研究所（iREx）的博士生CarolinePiaulet领导。作为BjörnBenneke研究小组的一员，Piaulet用美国宇航局的哈勃和退役的斯皮策太空望远镜观察了系外行星Kepler-138c和Kepler-138d。她发现这些行星--其大小约为地球的1.5倍--可能主要由水组成。这些行星和离这颗恒星更近的行星伴侣，开普勒-138b，此前已经被美国宇航局的开普勒太空望远镜发现。水并没有被直接探测到。然而，通过将这些行星的大小和质量与模型进行比较，他们得出结论，其体积的很大一部分应该是由比岩石轻但比氢或氦重的材料构成的（这些材料构成了像木星这样的气体巨行星的主体），水是符合这些规格的最常见的候选材料。"我们以前认为，比地球大一点的行星是由金属和岩石组成的大球，就像地球的放大版，这就是为什么我们称它们为超级地球，"Benneke解释说。"然而，现在已经有证据表明，开普勒-138c和d在性质上有很大的不同：它们整个体积中的很大一部分可能是由水组成。这是我们第一次观察到可以自信地确定为水世界的行星，这种类型的行星被天文学家理论上存在了很长时间。"c和d行星的体积是地球的三倍多，质量是地球的两倍，其密度比地球低得多。这令人惊讶，因为迄今为止被详细研究过的大多数仅比地球稍大的行星似乎都是像我们一样的岩石世界。研究人员说，与这两颗行星最接近的比较是外太阳系中的一些冰冷的卫星，它们也主要由围绕着岩石核心的水组成。"想象一下木卫二或土卫二的大版本，它们是围绕木星和土星运行的富含水的卫星，但更接近它们的恒星。开普勒-138c和d不是一个冰冷的表面，而是有一个大的水蒸气包层。"根据研究人员的说法，这些行星可能不像我们在地球上那样直接在行星的表面有海洋。"开普勒-138c和开普勒-138d大气层中的温度可能高于水的沸点，我们预计在这些行星上会有一个由蒸汽构成的厚实、密集的大气层。"Piaulet说："只有在这种蒸汽大气之下，才有可能有高压下的液态水，甚至是在高压下出现的另一种相的水，称为超临界流体。"最近，蒙特利尔大学的另一个团队发现了另一颗名为TOI-1452b的行星，它有可能被液态水海洋所覆盖，但是需要美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜来研究其大气层并确认海洋的存在。该系统中的一颗新系外行星2014年，天文学家宣布利用美国宇航局开普勒太空望远镜的数据探测到三颗围绕开普勒-138的行星，这是一颗位于天琴座的红矮星。发现它是以行星过境为基础的--当行星在其恒星前面瞬间经过时，星光的可测量的凹陷。Benneke和他的同事，来自新墨西哥大学的DianaDragomir，提出了在2014年和2016年之间用哈勃和斯皮策太空望远镜重新观察该行星系统的想法，以捕捉开普勒-138d，该系统中的第三颗行星的更多过境，以研究其大气。尽管美国宇航局开普勒太空望远镜早期的观测只显示了围绕开普勒-138的三颗小行星的凌日，Piaulet和她的团队惊讶地发现，哈勃和斯皮策的观测表明该系统中存在第四颗行星，开普勒-138e。这颗新发现的行星很小，而且离它的恒星比其他三颗更远，需要38天才能完成一个轨道周期。这颗行星位于其恒星的宜居带，这是一个温带区域，行星从其凉爽的恒星上获得恰到好处的热量，既不会太热也不会太冷，从而允许液态水的存在。然而，这颗额外的、新发现的行星的性质仍然是一个悬而未决的问题，因为它似乎没有经过它的主星，观测这颗系外行星的过境将使天文学家能够确定其大小。现在有了开普勒-138e，以前已知的行星的质量又通过凌日时间变化法进行了测量，该方法包括跟踪行星在其恒星前凌日的精确时刻因附近其他行星的引力而发生的微小变化。研究人员还有一个惊喜：他们发现开普勒-138c和d这两个水世界是"双胞胎"行星，具有几乎相同的大小和质量，而它们以前被认为是截然不同的。另一方面，距离较近的行星开普勒-138b被证实是一颗火星质量的小行星，是迄今已知最小的系外行星之一。Benneke总结说："随着我们的仪器和技术变得足够敏感，可以发现和研究离恒星更远的行星，我们可能开始发现更多像开普勒-138c和d这样的水世界。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335379.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335379.htm

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：RaeHolcomb/UCI在1月29日发表于《天文学杂志》（TheAstronomicalJournal）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（CoreyBeard）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（PaulRobertson）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：RaeHolcomb/PaulRobertson/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-1136b至TOI-1136g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（RaeHolcomb）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（JamesWebbSpaceTelescope）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（MatthewShetrone）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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416311.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416311.htm

天文学家发现极端系外行星炽热的红色星球火山活动剧烈

天文学家发现极端系外行星炽热的红色星球火山活动剧烈访问：NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器系外行星火山图。图片来源：NASA、ESA、CSA、DaniPlayer凯恩没想到，在这个遥远的恒星系统中，有一颗行星上布满了许多活火山，从远处看去，会呈现出火红的色调。他说："这是一个发现的时刻，你会想，'哇，这真的存在，太神奇了'。"详细介绍这一发现的论文已发表在《天文杂志》上。美国国家航空航天局的凌日系外行星巡天卫星（TESS）于2018年发射升空，它搜寻太阳系外的系外行星，这些行星环绕着天空中最亮的恒星运行，其中包括那些可能孕育生命的行星。凯恩正在研究一个名为HD104067的恒星系统，它距离我们的太阳大约66光年，人们已经知道它蕴藏着一颗巨大的行星。TESS刚刚在该星系中发现了一颗新的岩石行星的信号。在收集有关这颗行星的数据时，他意外地发现了另一颗行星，从而使该星系中已知的行星总数达到了三颗。TESS发现的这颗新行星是一颗像地球一样的岩石行星，但比地球大30%。然而，与地球不同的是，它与木卫一有更多的共同之处，木卫一是木星最内侧的岩石卫星，也是太阳系中火山最活跃的天体。凯恩说："这是一颗陆地行星，我把它形容为打了类固醇的木卫二。它被迫处于火山不断爆发的状态。在光学波长下，你可以看到一颗发光、发红、表面有熔岩的行星。"这颗名为TOI-6713.01的新行星的表面温度为2600开尔文，比某些恒星的温度还要高。了解潮汐能及其影响木卫二和这颗行星上的火山活动都是引力造成的。木卫一距离木星非常近。木星的其他卫星迫使木卫一进入围绕木星的椭圆或"偏心"轨道，而木星本身具有非常强大的引力。凯恩说："如果没有其他卫星，木卫一将在环绕木星的圆形轨道上运行，它的表面将是安静的。相反，木星的引力对木卫一的挤压非常大，以至于它不断出现火山喷发。"同样，HD104067星系中有两颗行星比这颗新行星离恒星更远。这些外行星也迫使内部的岩石行星进入围绕恒星的偏心轨道，使其在运行和旋转时受到挤压。凯恩将这种情况比作球拍类运动，橡胶小球在不断被球拍击打的过程中会反弹得更多，温度更高。这种效应被称为潮汐能，是指一个物体对另一个物体的引力效应。在地球上，潮汐主要是月球引力拖动海洋的结果。下一步，凯恩和他的同事们想测量这颗火焰星球的质量，了解它的密度。这将告诉他们有多少物质可以从火山中喷出。行星的潮汐效应历来不是系外行星研究的重点。也许这一发现会改变这一现状。这让我们了解到一个陆地行星能被注入多少能量的极端情况，以及由此产生的后果。虽然我们知道恒星会增加行星的热量，但这里的绝大部分能量是潮汐能，这一点不容忽视。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431403.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431403.htm

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：MarkA.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（MatthewKenworthy）与21位合著者共同发表在《自然》杂志上。编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419251.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419251.htm

天文学家在系外行星的大气层中发现已知最重元素

天文学家在系外行星的大气层中发现已知最重元素天文学家发现了迄今为止在系外行星大气中发现的已知最重元素--钡。他们惊讶地发现，在超热气态巨行星WASP-76b和WASP-121b--两颗系外行星--的大气层中高空发现了钡。据悉，这两颗行星是围绕太阳系外恒星运行的行星。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329447.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329447.htm