實現度日如年！發現周期最短的熱木星，一年只有18個小時！

2020-10-18 博科園

此前天文學家已經發現了數千顆系外行星，這些行星為天文學家提供了研究行星系統的機會，這些行星系統與我們之前所熟悉概念背道而馳，這包括特別巨大的氣體巨星，大小是木星的許多倍(也就是「超級木星」)，還有那些繞軌道特別靠近太陽的行星，也被稱為「熱木星」。傳統的觀點認為，氣體巨星應該存在於遠離太陽的地方，並且擁有可以持續十年或更長時間的長軌道周期。然而，在新的一項研究中，一個國際天文學家小組宣布發現了一顆軌道周期最短的「熱木星」。

這顆行星(NGTS-10b)距離地球1060光年，只需18個小時（一年）就能完成其繞恆星運行的完整公轉軌道。正如該團隊在發表在《皇家天文學會月刊》上的研究報告中所述：這顆行星是由NGTS發現的，該望遠鏡位於智利的歐洲南方天文臺(ESO)Paranal天文臺，由歐洲大學和機構組成的聯合體用來尋找太陽系外的行星。具體地說，NGTS關注的是在明亮恆星周圍發現海王星和超級地球大小的系外行星。到目前為止，大多數軌道周期較短的大型行星都是熱木星，使用凌日方法，特別是地面望遠鏡，最容易發現木星。

James McCormac博士是華威大學太陽系外行星與居住性中心的博士後研究員，也是NGTS的成員，也是這項研究的主要作者，他說：NGTS是一項機器人系外行星巡天觀測設備，旨在發現海王星大小的系外行星。它由12個相同的20釐米望遠鏡組成，位於智利的歐洲南方天文臺。天文學家測量了當一顆行星穿過其恆星表面時，光強度的微小下降(低至0.1%)。到目前為止，已經發現了九顆新的凌日系外行星，其中包括一顆類似海王星的行星(NGTS-4b)。發現大多數熱木星的軌道周期約為10天，這就是NGTS-4b特別的地方。

雖然超短周期熱木星(那些軌道周期小於24小時的木星)理論上是最容易探測到的，但事實證明它們是極其罕見的。到目前為止，在發現的337顆熱木星中，只有6顆的軌道周期短於一天。利用NGTS數據，McCormac和同事確定NGTS-10b與木星大小相同，但質量大約是木星的兩倍。它的宿主恆星NGTS-10是一顆相對活躍的K5V主序列橙矮星，這意味著它比我們的太陽稍小，更暗，更冷。但NGTS-10b在其軌道上的距離很近，承受了很高的熱量和輻射。NGTS-10b的軌道周期只有18小時，它不僅是迄今為止觀測到周期最短的行星，它也在非常近的行星名單上。

這些行星是研究恆星和行星之間潮汐相互作用的主要候選者。這些近距離的巨型行星預計會與恆星潮汐地相互作用，最終螺旋進入恆星並被吞噬。因此，要麼我們非常幸運地捕捉到像NGTS-10b這樣的行星，因為它們螺旋進入，要麼潮汐相互作用過程的效率低於我們的預期。而超短周期行星可能會在這些近距離分離中存活很長一段時間。簡而言之，NGTS-10b軌道將其置於其宿主恆星的1.46±0.18羅氏半徑內，這意味著它正在緩慢地向內旋轉。

按照計算速度，天文學家估計，在接下來的幾十年裡，它的軌道周期將縮短7秒，這顆行星最終將被NGTS-10撕裂成碎片。如果潮汐相互作用過程是有效的，那麼NGTS-10b將在未來3800萬年內緩慢螺旋進入並被恆星消耗。然而，如果它們效率較低，該行星可能會在目前的分離狀態下生存更長時間。在接下來的十年裡，McCormac和同事希望對NGTS-10b進行進一步的觀測，看看它是否顯示出任何向其恆星旋轉的跡象。直接測量流入速率(如果有)將能讓天文學家對恆星和行星之間潮汐相互作用的效率做出更精確的了解。

博科園｜文：Matt Williams, Universe Today

參考期刊《皇家天文學會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz2444

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