其他星星周围的行星就像豌豆中的豌豆


由蒙特利尔大学天体物理学家劳伦·韦斯(Lauren Weiss)领导的国际研究小组发现,轨道相同恒星的系外行星往往具有相似的大小和规则的轨道间距。新的W.K.凯克天文台对开普勒望远镜发现的行星系统的观测显示,这种模式可能表明,大多数行星系统具有与太阳系不同的地层历史。

在很大程度上要感谢在2009年发射的美国宇航局开普勒望远镜,现在已知成千上万的系外行星。这个大样本让研究人员不仅可以研究单个系统,而且可以总体上得出关于行星系统的结论。 Weiss博士是加利福尼亚开普勒勘探小组的成员之一,该小组使用夏威夷Maunakea的W. M. Keck天文台获得1305颗恒星的高分辨率光谱,该光谱包含最初由开普勒发现的2025颗过境行星。从这些光谱中,他们测量了恒星和行星的精确尺寸。

开普勒11号是一颗太阳般的恒星,绕着这六颗行星轨道运行。图片来源:NASA / Tim Pyle。

在由Weiss领导的这项新的分析中,发表在“天文学报”上,该小组专注于属于355个多行星系统的909颗行星。这些行星大部分距离地球1000到4000光年。使用统计分析,团队发现了两个令人惊讶的模式。他们发现系外行星的大小与邻居大小相同。如果一颗行星很小,那么围绕同一颗恒星的下一颗行星很可能也很小,如果一颗行星很大,那么下一颗行星可能很大。他们还发现,围绕同一恒星运行的行星往往具有规则的轨道间距。

“在一个系统中的行星往往是相同的大小,并定期间隔,像一个豆荚豌豆。 Weiss解释说,如果行星的尺寸或间距是随机抽取的,那么就不会出现这些模式。

行星的相似大小和轨道间距对大多数行星系统的形成有影响。在经典的行星形成理论中,行星形成在围绕新形成的恒星的原行星盘上。行星可能形成紧凑的结构,具有类似的大小和规则的轨道间隔,类似于在外行星系统中新观测到的图形。然而,在我们的太阳系中,内行星具有惊人的大间距和多样的尺寸。在太阳系中有丰富的证据表明,木星和土星破坏了我们系统的早期结构,导致我们今天拥有四颗宽广的陆地行星。大多数系统中的行星仍然具有相同的尺寸,并且间隔规则,表明它们自形成以来可能基本不受干扰。

为了检验这一假设,Weiss正在Keck天文台进行一项新的研究,在开普勒的多行星系统周围寻找木星的类比物。由Weiss和她的团队研究的行星系统有多个行星与他们的星相当接近。由于开普勒任务的时间有限,对这些系统周围较大的轨道距离存在什么样的行星(如果有的话)知之甚少。他们希望测试木星般行星在大轨道距离上的存在或不存在与行星内部系统中的模式有关。

无论他们的外部种群,太阳系内部行星的相似性需要解释。如果可以确定行星尺寸的决定因素,则可能有助于确定哪些恒星可能具有适合生命的地球行星。

来源:蒙特利尔大学

1评论