週一 · 知古通今

|

週二 · 牧夫專欄

週三 · 風月同天

|

週四 · 觀測指南

週五 · 深空探測

|

週六 · 茶餘星話

|

週日 · 太空探索

原作：Evan Gough

翻譯：鄭修肸

校譯：何永強 塗天宇

編排：邱煜欣

後臺：庫特莉亞芙卡 李子琦 胡永葳 董騰晨

原文連結：https：//www。universetoday。com/154089/these-newly-discovered-planets-are-doomed/

號外！號外！天文學家又雙叒叕發現三顆系外行星啦！不過這一發現也可能僅僅是曇花一現。這三顆行星都各自在一個獨立的“太陽系”中，每顆行星的軌道都非常接近其主星。這還沒完，它們各自的主星還都在老去。

於是乎，這三顆就成了被上帝詛咒的行星。

在過去幾年和幾十年中，透過TESS（凌星系外行星巡天衛星）和其他行星搜尋任務，我們發現了成千上萬顆系外行星。系外行星的種類繁多，從位於恆星宜居帶的類地行星到熾熱得鐵都會蒸發變成雨的行星。

但這三顆系外行星有一些共同之處。它們的軌道週期非常短，是在亞巨星或巨星周圍發現的最短軌道之一。對於這樣的行星來說，其結局是命中註定的：它們將向它們的主星不斷內旋，最終被“太陽”吞噬。

一個研究小組在一篇題為《TESS巨星凌巨星II：圍繞演化晚期恆星公轉的熱木星》的新論文中介紹了這一冷酷的事實。《天文學報》審閱接納了這篇論文，該論文已經刊登在預印網站www。arxiv。org上。

這一發現聽起來可能令人毛骨悚然：三顆命中註定的行星將向內盤旋，奔向死亡；同時它們的主星也離開主序階段慢慢走向死亡。但這可能會讓你對這項發現產生誤解，相反，你可以把它想象成行星考古學。

“這些發現對於理解系外行星的一個新前沿至關重要：行星系統隨時間演化的過程。”，Grunblatt在一篇新聞稿中說，“這些觀測提供了一個新的契機，我們可以在行星的主星吞噬它們之前，觀察到它們 ‘星生’的最後階段。”

這三顆行星學名分別是TOI-2337b、TOI-4329b和TOI-2669b；TOI代表由TESS所觀測到，數字代表其主恆星；“b”表示每個行星系統中離恆星最近的行星。

此圖為處理後的TESS視覺化資料。每幅子圖的處理方式不同，但每個子圖顯示的總體結果相同。在這項研究中，附近的一顆恆星汙染了來自TOI-4329的恆星通量資料，因此研究人員使用三種不同方式處理的資料來強化他們的結果。TESS收集了2。9天的觀察資料。

圖片來源：Grunblatt等人（2022年）

這三顆行星都是氣態巨行星，類似於我們太陽系中的木星。天文學家在一次尋找圍繞演化晚期的主恆星執行的新行星的巡天中發現了它們。這些行星的質量為0。4到1。8倍木星質量，半徑為0。8到1。8倍木星半徑。其恆星的質量在1。2到1。5倍太陽質量之間，半徑在2。3到4。1倍太陽半徑之間。

這些行星的密度有大有小，這表明每個行星系統都經歷了行星間相互作用的混亂時期。天文學家認為，這些相互作用的歷史透過不可預測的升溫速率和時間尺度促成了密度的變化。

詹姆斯·韋布太空望遠鏡可能至少能夠處理得到其中一個系統的一些細節。當它檢查TOI-4329系統時，行星大氣中是否存在水蒸氣和二氧化碳可能會限制行星形成的位置。詹姆斯·韋布太空望遠鏡還可以深入探究得到使行星處在當前軌道位置的行星相互作用型別。

詹姆斯·韋布太空望遠鏡上的光譜儀為科學家提供了分析構成恆星、星雲、星系和行星大氣物質所需的資料。

圖片來源：EAS

天文學家預計，在這樣的行星-恆星結構中，隨著行星與恆星的距離越來越近以及恆星自身的膨脹會導致行星的膨脹。當行星向內旋轉時，最終將被恆星吞沒。到目前為止，TESS還沒有發現任何軌道內縮的跡象。但是TESS在其主要任務中發現了這些行星，並將在未來繼續服役以收集更多資料，有了這些資料，就可以得到更長的觀測基線，這可能表明行星已經進入了死亡螺旋。

雖然到目前為止還沒有跡象表明這些行星的軌道在向內收縮，但至少有一顆行星反而存在軌道向外延展的跡象。迄今為止，在紅巨星周圍的行星，TOI-2337b的軌道週期最短，但它沒有顯示出軌道外延的跡象。TOI-2669b系統是這三個系統中演化最晚的一個，但這顆行星也沒有顯示出任何軌道外延的跡象。然而，TOI-4329b確是顯示出了軌道外延的跡象。

TOI-2669b是此次研究中這三顆行星中最“靚”的仔。這使得它成為利用詹姆斯·韋布望遠鏡進行光譜分析的一個很好的目標。這些資料，再加上對行星離心率更加嚴格的限制可能會對行星軌道外延、軌道遷移機制和時間尺度帶來了新的限制。

這項研究中的三顆行星僅僅是開始，因為TESS可以找到更多行星。UH IfA的研究生、該研究的合作者Nick Saunders說：“我們希望與TESS一起發現數十數百這種演化晚期的凌星行星系統，為行星如何相互作用、膨脹以及圍繞恆星的軌道遷移（包括我們的太陽系）運動提供新的細節。”

莫納凱亞的日落，這對“兄弟”凱克望遠鏡正準備進行觀測。

“凱克對這些行星系統的觀測結果對理解它們的起源至關重要，這有助於揭示像我們這樣的太陽系的前世今生，”該研究的合作者、UH IfA天文學家Daniel Huber說。此外，這項研究可能是也是回答對於人類最重要的一個問題的一小步：我們在宇宙中孤獨嗎？

對於你我這樣的普通讀者來說，這些聽起來當然都很學術。但我們自己的太陽總有一天會脫離主序階段，開始膨脹成一個紅色的亞巨星，並有可能吞沒地球。人類能否活到那個時候是值得商榷的，因為它在數十億年內都不會發生。滅絕是地球上的常態，但也許人類會以某種方式戰勝這一“宇宙難題”。

而在尋求“物種永生”的道路上，我們還能看到沿途“美景”：賞自然之美，仰宇宙之觀。

牧夫新媒體編輯部

滿月與舞者

Image Credit & Copyright ： Elena Pinna