“熱木星”的想象圖

　　在過去十年乃至更長的時(shí)間里，我們已經(jīng)累計(jì)在太陽系外發(fā)現(xiàn)了幾千顆行星。這其中不乏許多顛覆了我們對(duì)于行星的傳統(tǒng)認(rèn)知的行星類型。有一類系外行星被稱為“超級(jí)木星”，這類氣態(tài)巨行星的尺寸往往數(shù)倍于木星，故由此得名。而有一些氣態(tài)巨行星的軌道由于距離母恒星過近，導(dǎo)致其表面溫度很高，故得名“熱木星”。

　　傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為氣態(tài)巨行星應(yīng)該存在于距離母恒星較遠(yuǎn)的地方，它們的公轉(zhuǎn)周期往往很長，在十年左右的量級(jí)。但是，最近的一項(xiàng)研究表明，“熱木星”也可以有很短的公轉(zhuǎn)周期。天文學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)了一顆“熱木星”，編號(hào) NGTS-10b，距離我們約 1060 光年。它的公轉(zhuǎn)周期可能是至今所知的最短的，僅僅 18 個(gè)小時(shí)。(對(duì)你沒看錯(cuò)，是公轉(zhuǎn)周期不是自轉(zhuǎn)周期)

　　研究小組將他們的成果發(fā)表在了英國《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》(MNRAS)上，該研究成果屬于“下一代凌星巡天”(NGTS)項(xiàng)目。小組使用的望遠(yuǎn)鏡來自歐洲南方天文臺(tái)(ESO)智利分臺(tái)，該望遠(yuǎn)鏡同時(shí)還為歐洲的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)提供搜尋系外行星的幫助。

　　NGTS 項(xiàng)目旨在尋找亮星周圍的類似海王星或“超級(jí)地球”大小的天體。到目前為止，已經(jīng)找到的短周期系外行星的類型主要為“熱木星”，因?yàn)樗鼈儽容^容易通過凌星的方法發(fā)現(xiàn)，對(duì)于地基望遠(yuǎn)鏡來說更是如此。

一顆系外行星正從它的母恒星的星面經(jīng)過

　　這項(xiàng)研究的主要負(fù)責(zé)人，James McCormac 博士，是華威大學(xué)系外行星與宜居性研究中心的博士后，也是 NGTS 項(xiàng)目組的成員。他在給今日宇宙網(wǎng)站的電子郵件中闡述了他的研究：

　　“NGTS 是一個(gè)自動(dòng)化巡天系統(tǒng)，旨在尋找海王星大小的系外行星。它包括 12 臺(tái)相同的 20cm 直徑望遠(yuǎn)鏡，這些望遠(yuǎn)鏡位于智利的 ESO 臺(tái)址。我們通過測(cè)量系外行星在經(jīng)過它們的母恒星星面時(shí)引起的極其微小的恒星光變(約千分之一)發(fā)現(xiàn)這些行星。至今，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 9 顆新行星，包括一個(gè)海王星大小的行星(NGTS-4b)。”

　　已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的“熱木星”的公轉(zhuǎn)周期一般都在 10 天左右，所以這次 NGTS-10b 就顯得有些特殊。雖然在理論上這些公轉(zhuǎn)周期極短(小于 24 小時(shí))的“熱木星”都是很容易發(fā)現(xiàn)的，但實(shí)際上它們相當(dāng)罕見。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的“熱木星”有 337 個(gè)，但其中公轉(zhuǎn)周期極短的只有 6 個(gè)。

　　通過 NGTS 的數(shù)據(jù)，McCormac 和他的同事們測(cè)量、計(jì)算了 NGTS-10b 的體積和質(zhì)量。NGTS-10b 的體積和木星差不多，但質(zhì)量約是木星的兩倍。它的母恒星，NGTS-10，是一顆光譜型為 K5V 的主序星，相對(duì)比較活躍。這顆橙矮星比起我們的太陽要小一些、暗一些，溫度也要低一些。然而考慮到 NGTS-10b 和母恒星的距離，它仍然要承受很多熱量和輻射。

GJ436b 的藝術(shù)想象圖，這顆“熱海王星”類型的系外行星距離我們約 33 光年

　　NGTS-10b 雖然公轉(zhuǎn)周期只有 18 個(gè)小時(shí)，但它并不是唯一已經(jīng)被我們發(fā)現(xiàn)的極短公轉(zhuǎn)周期系外行星。同時(shí)它也為我們提供了一個(gè)用來研究恒星和行星潮汐作用的很好的樣本，這類樣本往往很少見。McCormac 解釋道：“這些行星的軌道將會(huì)在潮汐作用的影響下不斷旋進(jìn)，并最終導(dǎo)致行星被恒星吞沒。對(duì)于 NGTS-10b 這樣的極短公轉(zhuǎn)周期行星來說，要么是我們足夠幸運(yùn)，在它旋進(jìn)的最后過程中發(fā)現(xiàn)了它，要么是潮汐作用沒有我們之前想象的那么強(qiáng)烈，使得這顆行星還能在相當(dāng)長的一段時(shí)間里繼續(xù)茍延殘喘。”

　　NGTS-10b 現(xiàn)在的位置大概在其母恒星洛希極限半徑(不了解含義的小伙伴可以查看往期萬有引力簡(jiǎn)易計(jì)算 DIY 系列原創(chuàng))的 1.46±0.18 倍處，此處強(qiáng)烈的潮汐作用正在讓它慢慢旋進(jìn)。按目前計(jì)算出來的速率，NGTS-10b 的公轉(zhuǎn)周期將在未來的十年里縮短 7 秒。

　　“如果潮汐作用足夠強(qiáng)烈的話，NGTS-10b 將繼續(xù)旋進(jìn)，并在 3800 萬年后被母恒星吞噬，” McCormac 說。“但是如果沒有那么強(qiáng)烈，它就能在現(xiàn)在的狀況下繼續(xù)存活很長時(shí)間。我們希望能通過進(jìn)一步的測(cè)量來確定這顆行星將來的歸宿。”

　　所以接下來十年左右時(shí)間里，McCormac 和他的同事們將對(duì) NGTS-10b 開展進(jìn)一步觀測(cè)，以期能發(fā)現(xiàn)這顆行星軌道旋進(jìn)的詳細(xì)相關(guān)證據(jù)。對(duì)旋進(jìn)速率的直接測(cè)量將幫助天文學(xué)家對(duì)該過程中潮汐作用的效率作更精確的限制，同時(shí)也將確定這顆奇特行星的最終命運(yùn)。
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