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中外天文学家首次见证行星瓦解死亡进程

作者:函授法律
出处:www.lunrr.com
时间:2020-03-10
作者:郑金武资料来源:科学时报发布时间:2010年

选择:小、中、大

中外天文学家首次见证行星解体的死亡过程

潮汐力和半径膨胀将行星质量输给中心恒星

天文学家发现,由于中心恒星重力的影响,太阳系外行星WASP-12b以每秒约60亿吨的速度输给中心恒星。这是天文学家第一次目睹行星的解体和死亡。这一发现是由中外天文学家组成的研究小组做出的,其主要工作是在北京大学新成立的李克威天文和天体物理研究所完成的。这项工作发表在2月25日发行的《自然》杂志上。

15年前,太阳系是唯一已知的行星系统。但到目前为止,天文学家已经在其他恒星周围发现了400多颗行星。由于观测的选择性效应,大多数太阳系外行星都是质量类似木星的气体巨行星,更容易被发现。然而,与太阳系中的木星和土星不同,这些太阳系外行星中有20%是轨道靠近中心恒星的短周期行星。其中一些行星将在地球和它们的中心恒星之间运行,导致它们的中心恒星发生日食。通过精确测量日食期间被行星遮挡的中心恒星的光度和日食时间,天文学家可以测量该行星的大小,从而进一步了解该行星的内部组成和形成原理。

作为一颗特殊的行星,WASP-12b行星令天文学家困惑:它的半径比天文学家理论计算预测的值大得多。这颗行星的质量是太阳系最大的行星木星的1.5倍。虽然理论模型预测这颗行星应该和木星一样大,但它的实际体积是木星的6倍。因此,科学家预测,一定有某种机制使地球具有这样一个膨胀的结构。

WASP-12b平均每天绕其中心恒星运行一次。它离中心恒星的距离是地球和太阳距离的1/44。如此小的距离使得WASP-12b成为已知被中心恒星加热最多的行星之一,它面向中心恒星的一侧的温度超过2500摄氏度。

地球和月球之间的潮汐力导致地球上的潮汐每天涨落两次。WASP-12b离中心星非常近,所以中心星施加在WASP-12b上的巨大潮汐力已经把这个星球从球形变成了足球状。

行星的持续变形在行星内部产生摩擦,并加热行星内部。北京大学天文和天体物理研究所所长林超说:“这是第一次有直接证据证明行星的内部加热或‘潮汐加热”可以将行星扩大到目前的大小。”。

北京大学李克威天文和天体物理研究所研究小组的工作表明,WASP-12b行星的潮汐力和不断扩大的半径使该行星失去了它对中心恒星的质量。

这篇文章的第一作者李树目前在中国科学院国家天文台工作。她在北京大学攻读博士学位期间完成了主要研究工作。“WASP-12b正以每秒60亿吨的速度向中心恒星失去质量,”她说。按照这个速度,这颗行星将在1000万年后被这颗中心恒星完全吞噬。”

“一千万年对人类来说是很长的时间,但是从星际进化来看,这段时间相对较短。这意味着这个星球的寿命只有地球当前年龄的1/500。”李树说。

WASP-12b行星失去的质量不会直接落入中心星,而是围绕中心星形成一个圆盘,环绕并缓慢流入。对WASP-12b轨道运动的深入分析表明,可能还有另一颗质量较小的类地行星扰乱了这颗行星的轨道。

在目前的观测条件下,可以探测到系统中由行星材料和类地行星组成的圆盘。李树说,它们的本性可以进一步揭开WASP-12b的神秘面纱。

《科学时报》 (2010-2-25 A1亮点)

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《自然》已发表论文摘要(英文)

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