此前天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆系外行星，這些行星為天文學(xué)家提供了研究行星系統(tǒng)的機(jī)會，這些行星系統(tǒng)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(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，氣體巨星應(yīng)該存在于遠(yuǎn)離太陽的地方，并且擁有可以持續(xù)十年或更長時(shí)間的長軌道周期。然而，在新的一項(xiàng)研究中，一個(gè)國際天文學(xué)家小組宣布發(fā)現(xiàn)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(gè)小時(shí)（一年）就能完成其繞恒星運(yùn)行的完整公轉(zhuǎn)軌道。正如該團(tuán)隊(duì)在發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上的研究報(bào)告中所述：這顆行星是由NGTS發(fā)現(xiàn)的，該望遠(yuǎn)鏡位于智利的歐洲南方天文臺(ESO)Paranal天文臺，由歐洲大學(xué)和機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)合體用來尋找太陽系外的行星。具體地說，NGTS關(guān)注的是在明亮恒星周圍發(fā)現(xiàn)海王星和超級地球大小的系外行星。到目前為止，大多數(shù)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(yuǎn)鏡，最容易發(fā)現(xiàn)木星。

James McCormac博士是華威大學(xué)太陽系外行星與居住性中心的博士后研究員，也是NGTS的成員，也是這項(xiàng)研究的主要作者，他說：NGTS是一項(xiàng)機(jī)器人系外行星巡天觀測設(shè)備，旨在發(fā)現(xiàn)海王星大小的系外行星。它由12個(gè)相同的20厘米望遠(yuǎn)鏡組成，位于智利的歐洲南方天文臺。天文學(xué)家測量了當(dāng)一顆行星穿過其恒星表面時(shí)，光強(qiáng)度的微小下降(低至0.1%)。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)大多數(shù)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(那些軌道周期小于24小時(shí)的木星)理論上是最容易探測到的，但事實(shí)證明它們是極其罕見的。到目前為止，在發(fā)現(xiàn)的337顆熱木星中，只有6顆的軌道周期短于一天。利用NGTS數(shù)據(jù)，McCormac和同事確定NGTS-10b與木星大小相同，但質(zhì)量大約是木星的兩倍。它的宿主恒星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(shí)，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。

這些行星是研究恒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(yù)計(jì)會與恒星潮汐地相互作用，最終螺旋進(jìn)入恒星并被吞噬。因此，要么我們非常幸運(yùn)地捕捉到像NGTS-10b這樣的行星，因?yàn)樗鼈兟菪M(jìn)入，要么潮汐相互作用過程的效率低于我們的預(yù)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(shí)間。簡而言之，NGTS-10b軌道將其置于其宿主恒星的1.46±0.18羅氏半徑內(nèi)，這意味著它正在緩慢地向內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

按照計(jì)算速度，天文學(xué)家估計(jì)，在接下來的幾十年里，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，那么NGTS-10b將在未來3800萬年內(nèi)緩慢螺旋進(jìn)入并被恒星消耗。然而，如果它們效率較低，該行星可能會在目前的分離狀態(tài)下生存更長時(shí)間。在接下來的十年里，McCormac和同事希望對NGTS-10b進(jìn)行進(jìn)一步的觀測，看看它是否顯示出任何向其恒星旋轉(zhuǎn)的跡象。直接測量流入速率(如果有)將能讓天文學(xué)家對恒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(xué)會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz2444

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