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一系外行星环系巨大堪称“超级土星”
2015-02-10 | 【     】【打印】【关闭

  来源:科技日报-新华网

  荷兰莱顿天文台(Leiden Observatory)和美国罗彻斯特大学(University of Rochester)天文学家新发现了一个巨大的环系——他们看见一颗年轻的类日恒星J1407出现了持续几周的“日蚀”。按该环系的比例,比土星环系还要大、还要重。研究结果发表在《天体物理学杂志》上。

  【据物理学家组织网报道】根据莱顿天文台马修·肯沃西研究小组的最新数据分析,该环系由30个环构成,每个环直径都有几千万公里,环内部还有一些缺口,这表明它可能已经形成了卫星(系外月球)。

  “我们看到的光变曲线令人难以置信。日蚀持续了几个星期,但过几十分钟就会迅速变化,这是因为环内部有精细的结构。”肯沃西说,“恒星离我们太远,很难直接观察到环系,但我们能根据它的光通过环系时亮度的迅速变化构造出详细模型。如果用它的行星J1407b的环系代替土星环,要比整个月亮大许多倍,在晚上能很容易看到。”

  “行星J1407b比木星或土星要大得多,其环系大约是目前土星环的200倍,你可以把它当成一种超级土星。”论文合著者、罗彻斯特大学物理学与天文学教授埃里克·玛姆杰克称。环系直径近1.2亿公里,在其“尘埃”中,可能有些和地球质量相当。J1407b轨道周期约为10年,质量还很难确定,最可能的范围是10到40个木星质量。

  玛姆杰克和同事2012年第一次发现了类日恒星J1407有不寻常的“日蚀”,并提出这是因为它旁边有一颗年轻的巨行星或褐矮星J1407b,而环绕J1407b的圆盘处于正在形成卫星的时期。在最新研究中,肯沃西小组结合以往研究,用自适光学和多普勒光谱学估计了环状物的质量,认为J1407旁边有一个看不见的巨行星“同伴”,其巨大环系不断遮挡了J1407发出的光。

  玛姆杰克说:“如果你把木星的四大伽利略卫星磨碎成尘埃和冰粉,撒在环木星轨道上,木星环就会变得很不透明。从远处看,当木星带着这个环经过太阳前面时,就会形成颜色很深的、持续多天的日蚀。就J1407的情况,我们看到环系持续多天挡住了它95%的光,所以它用来形成卫星的材料是很多的。”

  研究人员还发现环系中至少有一个清晰的缺口。“一个明显的解释是,它已经形成了一颗卫星,才能造成这种缺口。”肯沃西说,“这个卫星的质量可能介于地球和火星之间,绕J1407b的轨道周期约为两年。”他们预计,这些环在今后几百万年里会变得越来越薄甚至消失,因为环系物质会形成卫星。

  “几十年前就有了关于木星和土星这类行星的理论,认为它们早期都有圆盘环绕,这些圆盘最后形成了卫星。”玛姆杰克解释说,“直到2012年我们才发现了证据——以往不曾见过的新型环系,第一次拍下了卫星在几百万公里宽的亚星物质中形成的照片。”

  研究人员还鼓励业余爱好者一起监视J1407,帮助探测下次日蚀,确定其周期及“同伴”的质量。同时他们还在搜寻其他尚未发现的环系。肯沃西说,寻找更多J1407这类天体的日蚀“是我们观察卫星形成早期环境的唯一可行的方法,让我们能研究孵育卫星的环系盘的理化性质”。

  

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