在距地球仅 130 光年的一颗橙矮星周围,天文学家发现了意想不到的宝藏。
这颗恒星不仅被三个岩石超级地球世界围绕,而且该系统中另外两颗系外行星在我们的记录中几乎是极其罕见的。
这两颗是超级水星,这是一种很难发现的系外行星,我们只发现了八颗,包括新发现的。
所有五颗系外行星都离它们的主星太近,据我们所知,不可能存在生命,但这一发现代表了迄今为止了解更多关于超级行星的最佳实验室。系外行星? 以及水星本身,就在太阳系中。
“我们第一次发现了一个拥有两个超级水星的系统,”天体物理学家苏珊娜·巴罗斯说葡萄牙天体物理和空间科学研究所(IA)的教授。 “这使我们能够获得有关这些行星如何形成的线索,这可以帮助我们排除一些可能性。”
寻找系外行星很难,寻找小行星更难。 目前,天文学家主要依靠两种方法:凌日法和视向速度法。
对于凌日法,天文学家会寻找恒星光线中非常微弱、有规律的减弱现象? 一颗绕轨道运行的系外行星经过我们和它之间的迹象。
径向速度方法寻找当恒星在轨道上的系外行星的引力作用下在现场“摆动”时从恒星到达我们的光波长的变化。
正如您可以想象的那样,这两个信号? 凌日速度和径向速度 ? 很小。 我们更有可能检测到更大的系外行星产生的更大的信号。
NASA的系外行星搜寻望远镜TESS采用凌日法,首次发现了两颗绕恒星HD 23472运行的系外行星几年前,后续观察证实了它们的存在。 还发现了另外两颗系外行星候选者。
Barros 和她的团队想要仔细研究 HD 23472 系统,因为他们试图了解小行星半径差距:在 1.5 到 2 个地球半径之间神秘地缺乏行星。 两颗已确认的系外行星处于这一差距的较高一侧,而两颗候选行星则处于较小的一侧。
天文学家怀疑,差异可能在于是否存在大气层。 如果您同时拥有凌日速度和径向速度数据,则可以通过计算系外行星的密度来推断这一点。
凌日数据可以告诉你有多少恒星的光线被系外行星阻挡,也可以告诉你它的大小。 径向速度数据可以告诉你系外行星对恒星施加的引力,可以告诉你它的质量。 可以使用这两个测量值来计算密度。
因此,在 2019 年 7 月至 2021 年 4 月期间,该团队开始使用欧洲南方天文台甚大望远镜上的 ESPRESSO 摄谱仪获得非常精确的恒星径向速度测量结果。 他们还发现了第五颗系外行星紧邻恒星的证据,其中一颗质量比地球小。
然后,在 2021 年 10 月,TESS 获得了第五颗系外行星的凌日信号。
该团队分析了所有数据并对系统进行了描述。 从离恒星最近到最远:
- HD 23472 d的轨道周期为3.98天,半径为地球的0.75倍,质量为地球的0.54倍。
- 最近发现的 HD 23472 e 周期为 7.9 天,半径为 0.82 个地球,质量为 0.76 个地球。
- HD 23472 f 的周期为 12.16 天,时钟为 1.13 地球半径和 0.64 地球质量。
- HD 23472 b 的轨道周期为 17.67 天,半径为 2.01 个地球,质量为 8.42 个地球。
- HD 23472 c 的轨道周期为 29.8 天,质量为 1.85 个地球,半径为 3.37 个地球。
这些测量结果给出的三颗外系外行星的密度与地球相当,并且与重要的大气层一致。
然而,两颗内系外行星的密度很高。 这表明它们的成分可能与水星相似,与其他行星相比,具有较大的核心和较小的地幔。
我们不知道水星为什么会这样; 可能是它与太阳系早期的某个物体相撞,实际上将一堆物质撞飞了,或者太阳的热量蒸发了一堆物质。
发现两个在一起表明像碰撞这样的一次性事件不太可能发生。
“如果大到足以产生超级水星的撞击已经不太可能,那么同一系统中发生两次巨大的撞击似乎也不太可能,”巴罗斯解释说。
“我们仍然不知道这些行星是如何形成的,但它似乎与母恒星的组成有关。这个新系统可以帮助我们找到答案。”
目前尚不清楚这两个候选超级水星是否有大气层。 我们需要一台更强大的望远镜才能找到答案。
“了解这两个超级水星是如何形成的,需要进一步表征这些行星的组成,”IA 天文学家 Olivier Demangeon 说道。
“由于这些行星的半径小于地球,当前的仪器不具备探测其表面成分或潜在大气层的存在和成分的灵敏度。”
给定数量大型望远镜目前正在建设中,希望我们不会等太久。
该团队的研究成果发表于天文学与天体物理学。