作者: Eric E. Mamajek 来源:《天体物理学杂志》 发布时间:2015/1/31 9:11:29
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一系外行星环系巨大堪称“超级土星”

 

 荷兰莱顿天文台和美国罗彻斯特大学天文学家新发现了一个巨大的环系——他们看见一颗年轻的类日恒星J1407出现了持续几周的“日蚀”。按该环系的比例,比土星环系还要大、还要重。研究结果发表在《天体物理学杂志》上。

据物理学家组织网近日报道,根据莱顿天文台马修·肯沃西研究小组的最新数据分析,该环系由30个环构成,每个环直径都有几千万公里,环内部还有一些缺口,这表明它可能已经形成了卫星(系外月球)。

“我们看到的光变曲线令人难以置信。日蚀持续了几个星期,但过几十分钟就会迅速变化,这是因为环内部有精细的结构。”肯沃西说,“恒星离我们太远,很难直接观察到环系,但我们能根据它的光通过环系时亮度的迅速变化构造出详细模型。如果用它的行星J1407b的环系代替土星环,要比整个月亮大许多倍,在晚上能很容易看到。”

“行星J1407b比木星或土星要大得多,其环系大约是目前土星环的200倍,你可以把它当成一种超级土星。”论文合著者、罗彻斯特大学物理学与天文学教授埃里克·玛姆杰克说。环系直径近1.2亿公里,在其“尘埃”中,可能有些和地球质量相当。J1407b轨道周期约为10年,质量还很难确定,最可能的范围是10到40个木星质量。

玛姆杰克和同事2012年第一次发现了类日恒星J1407有不寻常的“日蚀”,并提出这是因为它旁边有一颗年轻的巨行星或褐矮星J1407b,而环绕J1407b的圆盘处于正在形成卫星的时期。在最新研究中,肯沃西小组结合以往研究,用自适光学和多普勒光谱学估计了环状物的质量,认为J1407旁边有一个看不见的巨行星“同伴”,其巨大环系不断遮挡了J1407发出的光。

玛姆杰克说:“如果你把木星的四大伽利略卫星磨碎成尘埃和冰粉,撒在环木星轨道上,木星环就会变得很不透明。从远处看,当木星带着这个环经过太阳前面时,就会形成颜色很深的、持续多天的日蚀。就J1407的情况,我们看到环系持续多天挡住了它95%的光,所以它用来形成卫星的材料是很多的。”

研究人员还发现环系中至少有一个清晰的缺口。“一个明显的解释是,它已经形成了一颗卫星,才能造成这种缺口。”肯沃西说,“这个卫星的质量可能介于地球和火星之间,绕J1407b的轨道周期约为两年。”他们预计,这些环在今后几百万年里会变得越来越薄甚至消失,因为环系物质会形成卫星。

“几十年前就有了关于木星和土星这类行星的理论,认为它们早期都有圆盘环绕,这些圆盘最后形成了卫星。”玛姆杰克解释说,“直到2012年我们才发现了证据——以往不曾见过的新型环系,第一次拍下了卫星在几百万公里宽的亚星物质中形成的照片。”

研究人员还鼓励业余爱好者一起监视J1407,帮助探测下次日蚀,确定其周期及“同伴”的质量。同时他们还在搜寻其他尚未发现的环系。肯沃西说,寻找更多J1407这类天体的日蚀“是我们观察卫星形成早期环境的唯一可行的方法,让我们能研究孵育卫星的环系盘的理化性质”。(来源:科技日报 常丽君)

 
 
 
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