云南天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)在類似木星軌道上運(yùn)行的共雙星巨行星
為探討太陽(yáng)系行星的起源和演化,在宇宙中尋找與太陽(yáng)系內(nèi)行星具有相同軌道特性或物理特征的行星天體是天文研究領(lǐng)域的一個(gè)重要目標(biāo)。最近,中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)研究員錢聲幫等發(fā)現(xiàn)了圍繞一顆白矮星雙星雕具座RR運(yùn)轉(zhuǎn)的類木巨行星。該系外行星圍繞中心雙星轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道周期為11.96年,剛好等于木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期。其軌道距離和偏心率也與木星的接近,是一顆名副其實(shí)的在類似木星軌道上運(yùn)行的共雙星巨行星。這是首次在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)一顆共雙星系外行星與太陽(yáng)系內(nèi)行星具有相同的軌道。目前,這顆系外行星已被系外行星百科全書網(wǎng)站收錄(The Extrasolar Planets Encyclopaedia,http://exoplanet.eu/)。相關(guān)研究成果已被國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)通訊》(MNRAS Letter)接受,這是該研究組在系外行星探索方面的又一重要發(fā)現(xiàn)。
雕具座RR(RR Cae)是由一顆由致密的白矮星和一顆紅矮星組成的食雙星系統(tǒng),人類只有在南半球才能看見它的身影。白矮星溫度僅為7540K,是目前發(fā)現(xiàn)的幾顆低溫白矮星雙星之一。通過測(cè)光和分光觀測(cè)能精確測(cè)定白矮星和紅矮星的質(zhì)量、半徑和光度等基本物理參量,對(duì)研究雙星的演化具有重要意義。這兩顆子星間的距離約為112.8萬(wàn)公里,相當(dāng)于地球到月球距離的3.2倍,平均7小時(shí)18分鐘相互繞轉(zhuǎn)一圈。
錢聲幫等利用阿根廷的2.15米望遠(yuǎn)鏡對(duì)這顆雙星進(jìn)行近一年的監(jiān)測(cè),結(jié)合前人的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)它的食光變信號(hào)到達(dá)地球的時(shí)間呈現(xiàn)出變幅為14.3秒的周期性變化,并且推斷出還存在第二個(gè)小變幅的周期性變化。這個(gè)小變幅的周期性變化揭示了有一顆最小質(zhì)量為4.2倍木星的系外行星圍繞中心雙星轉(zhuǎn)動(dòng)。繞轉(zhuǎn)周期為11.96年,剛好等于木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期。這顆共雙星系外行星到中心雙星的距離約為5.3個(gè)天文單位(1天文單位定義為地球到太陽(yáng)的平均距離),相當(dāng)于太陽(yáng)系內(nèi)木星到太陽(yáng)的平均距離。其軌道和木星一樣也近似于圓軌道(偏心率接近于零),是一顆名副其實(shí)的在類似木星軌道上運(yùn)行的共雙星巨行星。第二個(gè)小變幅周期性變化表明該系統(tǒng)中還存在一顆類木巨行星(如下圖所示),為證實(shí)第二顆系外行星是否在類似的土星軌道上運(yùn)行,還需進(jìn)行至少2.2年的觀測(cè)。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)研究項(xiàng)目的資助。
圍繞白矮星雙星雕具座RR運(yùn)轉(zhuǎn)的系外巨行星與太陽(yáng)系行星的軌道比較