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系外行星遭受恒星炽热高温逐渐“灰飞烟灭”

2012年05月20日07:15腾讯科技[微博]悠悠/编译我要评论(0)
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[导读]目前,天文学家最新研究观测到一颗奇特的系外行星,由于近距离运行至恒星轨道,遭受恒星炽热高温,使其处于逐渐蒸发消失状态,持续向太空释放密集灰尘云。

腾讯科技讯(悠悠/编译) 据国外媒体报道,美国麻省理工学院、美国宇航局等机构的研究人员现已发现一颗距离地球1500光年之遥的系外行星,在主恒星炽热高温下正逐渐蒸发化为灰烬。科学家们推测这种较长的尾状残骸体(颇似彗星尾)是跟随着这颗行星,它正在演绎呈现这颗行星的湮没历程。据研究小组评估计算,这颗小型系外行星体积不大于水星,将在未来1亿年前完全瓦解。

系外行星遭受恒星炽热高温逐渐“灰飞烟灭”

这是一颗行星掠过恒星表面,天文学家最新研究发现一颗正在“灰飞烟灭”的行星

研究小组发现这颗满是灰尘的行星每隔15小时环绕主恒星一周,这是迄今观测到最短公转周期的系外行星。像这样短的轨道距离肯定与主恒星非常近,暗示着这颗行星可能遭受其橙色炽热恒星的高温加热,其表面温度可达到3600华氏度(1982摄氏度)。研究人员推测在这样的高温下,行星表面的岩石物质将融化蒸发,形成一股风流卷着气体和灰尘进入太空。当这颗行星高速环绕主恒星运行时,将形成密集的尾状灰尘云。

美国麻省理工学院退休物理学教授索尔-拉帕波特(Saul Rappaport)是该项研究报告合著作者之一,他说:“我们认为这些灰尘是由亚微米等级微粒构成。”

研究小组的这项发现发表在《天体物理学期刊》上,该研究基于开普勒望远镜的观测数据,这个太空基础望远镜对银河系内16万多颗恒星进行了勘测分析。开普勒望远镜每隔一定时间记录了每颗恒星的亮度变化,之后科学家分析这些数据寻找太阳系之外新行星存在的迹象。

独特的恒星

天文学家基于开普勒望远镜观测一颗恒星亮度的规律性明暗变化,来鉴别系外行星。例如:如果一颗恒星每隔一个月亮度变暗,一种可能性是一颗行星每隔一个月就掠过恒星表面,每次行星运行至恒星前方,都会阻挡相同数量的恒星光线。

然而,拉帕波特和他的同事无意中发现一颗叫做KIC 12557548的恒星存在着奇特的光线图像,研究小组检测了这颗恒星的光变曲线,这是一种记录恒星亮度变化的曲线图表,发现每隔15个小时恒星光线强度出现下降,表明某种星体有规律地阻挡了恒星光线。

研究小组认为通过一些观点可以解释这些令人费解的数据,其中包括行星二重奏观点,这是两颗行星彼此环绕在一起,同时环绕主恒星运行。拉帕波特详尽论述了二重奏行星以不同的方向穿过一颗恒星,在每次日蚀时阻挡了不同数量的恒星光线。但是最后观测数据未能支持这一假设观点,恒星每间隔15小时光线变暗,这一周期时间太短,无法提供充足的空间使两颗行星彼此环绕运行,像地球和月球那样结合在一起环绕太阳。

灰尘解释论

研究人员提出一种独特假设——恒星光线强度变化是由某些不定形、外形变化星体所致。拉帕波特说:“我不知道我们如何顿悟到这一点的,但是一定存在某种根本性变化,它并不是一个固体结构星体,很可能是来自行星的灰尘云。”

拉帕波特和他的同事调查分析了灰尘形成以及从行星释放的不同方式,他们推断这颗行星一定具有较低的重心引力,有点儿像水星,气体和灰尘可以从这颗行星的引力场中逃逸出来。同时,这颗行星一定拥有炽热的温度,表面温度可达到3600华氏度。

拉帕波特称,有两种可能性来解释行星灰尘的起源,灰尘来自于行星表面火山喷发的灰烬;或者是高温蒸发的金属物质凝结在灰尘之中。至于有多少灰尘从这颗行星喷射,研究小组指出,这颗行星损失了足够数量的灰尘,从而可以解释开普勒观测数据。基于他们的运算,研究人员推断按照这颗行星释放灰尘的速度,在1亿年之内它将完全崩溃。

研究人员建立了一个行星环绕恒星运行的模型,连同它的较长、拖曳灰尘云结构。这些灰尘密集地环绕行星,伴随着拖曳灰尘云结构的延伸而变得稀薄。研究小组模拟了当行星和它的灰尘云途经恒星时,这颗恒星的亮度变化,发现这种光线变化图像匹配于开普勒望远镜观测到的不规律性光变曲线。

拉帕波特说:“起初我们并不理解观测图像,然而当我们依据灰尘解释论进行分析,我们能够真正地解析这种灰尘尾状结构的起源。”

开普勒望远镜科学小组成员之一的丹-法布瑞西基(Dan Fabrycky)称,这一理论模型可能进一步增加了行星湮没消失的不同解释观点。这可能是行星完全湮没的另一种解释,许多研究得出结论显示行星并非永恒不变,它们可能以离奇的方式毁灭,或者未来一颗行星可能完全蒸发。

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