天文学家发现巨行星的微引力透镜事件

2022年07月26日 16:14 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

迄今为止,天文学家们已经发现了5000多颗系外行星,其中90%以上是通过使用凌日或径向速度技术发现的。在其他10%的行星中,有105颗是通过微引力透镜方法发现的,这种方法利用了光束的路径因大质量天体的存在而发生弯曲的事实。

Giant-Planet-Microlensing-Event.jpg

天体的引力就像一个透镜(“引力透镜”),使在它后面看到的天体的图像发生扭曲。当一个大质量天体偶然从一颗恒星前面经过时,它就像一个引力透镜,因此它在天空中的运动会使背景恒星出现短暂的明亮。当前景天体是一颗承载行星的恒星时,这两个天体在经过恒星前面时都会产生增亮事件,从地球上看到的闪光可以通过建模来确定它们的质量和距离。

与更常见的系外行星探测技术相比,微引力透镜方法有两个明显的优势。首先,微引力透镜效应的亮度不取决于运动天体的亮度,只取决于它的质量,这使得它有可能发现微弱的、低质量的M型矮星。第二个优点是,微引力透镜行星可能在很大的距离上围绕其恒星运行,甚至是很多天文单位。(由于正常的系外行星技术,如凌日技术,需要在许多轨道周期内进行多次探测,具有大轨道的系外行星需要数年才能完成它们的周期,到目前为止,所有测量的系外行星中,绝大多数的轨道小于一个天文单位)。由于它们的大轨道,在微引力透镜主星周围探测到的巨行星通常足够远,以至于居住在“雪线”之外,即表面水会冻结的距离。

哈佛-史密松森天体物理中心(CfA)天文学家Jennifer Yee与OGLE项目(光学引力透镜实验)的天文学家团队合作,该项目发现了微引力透镜事件OGLE-2017-BLG-1049。这项分析是由她在韩国微引力透镜望远镜网络的同事领导的。

他们利用一些可能的假设对增亮事件进行了建模,并得出结论:宿主星是一颗M型矮星,质量约为0.55个太阳质量;行星的质量约为5.5个木星质量,轨道距离为3.9天文单位。这些结果对行星形成的模型有直接影响。在已知的微引力透镜系外行星中,有54颗是围绕M型矮星的巨行星,就像这颗新的一样,这表明行星在M型矮星周围是很常见的。

然而,在行星形成的核心吸积模型中,行星由较小的岩石逐渐组合而成,预计在M型矮星周围发现的行星非常少。这一结果似乎反而支持另一种盘状不稳定模型,在这种模型中,旋转的盘状物破碎成形成行星的团块,它预测M型矮星周围存在许多行星。

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