上集说到恒星1SWASPJ(候选系外卫星大盘点之1SWASPJ系统),这颗恒星有一颗著名的行星1SWASPJb。
01系外行星1SWASPJb——“超级土星”
目前为止,天文学家们已确认恒星1SWASPJ有一颗行星,称为1SWASPJb,发现于年。这颗行星非常大,可能是一颗气态巨行星或者是一颗褐矮星,质量是木星的约20倍,距离中心恒星约3.9个天文单位,而且有一个巨大的环系。
这颗行星最早是美国罗彻斯特大学物理与天文系的EricMamajek团队从年4-5月的凌日观测数据中首次发现的,这一成果发表于年3月的《天文期刊》杂志(TheAstronomicalJournal)[1]。
所谓凌日(掩星),就是望远镜观测到遥远地方一颗恒星的光突然被某个东西挡住了一段时间,如果排除了其他已知轨道的天体影响的话,就会认为是被它的行星挡住了。
图:恒星1SWASPJ和行星1SWASPJb的距离和大小比例关系(中心恒星没有按比例),1像素代表0.1AU。来源:维基
在那次凌日事件中与这颗行星本身同时被发现的,还有这颗行星的超大环系,就像我们太阳系中的土星有环系一样。为什么会同时知道有环呢?因为那次凌日事件持续的时间实在太长了(56天)。环不是完全透明的,那么有环的行星在自己直接挡住恒星之前,它的环已经开始挡住行星了,所以会观测到凌日发生之前和结束之后,恒星都还有一部分光被挡住,这样就会推测这个行星有环。这也是第一个通过凌日法发现的系外行星/褐矮星的疑似环系。
系外行星有环系,这虽然不意外,但在目前的发现中还是比较稀奇的。更稀奇的是,观测结果显示这颗行星的环系非常庞大,质量和地球差不多,半径约为万公里(0.6AU),也就是说,是太阳系最炫酷的土星环系的…多倍大…
图:系外行星1SWASPJb的环系假想图。来源:维基
不过由于这个假想中的环系只在年的凌日数据中观测到过一次,所以这个环系是否真的存在,是否真的有这么大这么重,目前还有很大的不确定性,尚有待重复观测的验证,不过,这颗行星的公转周期据目前的推测可能非常长(3.5-13.8年之间),所以下一次观测到凌日可能还需要好几年之后。就算真的存在,真的有这么大的环系,考虑到以目前的推测,J这颗恒星特别年轻,可能才诞生于一两千万年前,这个恒星系统可能还没完全长成。因此这个巨大的环系,可能只是行星Jb周围的尚未成形的卫星原材料而已,就像八大行星形成之前,太阳周围广阔的原形星盘一样——它可能并不是一个稳定的环系,我们观测到的可能只是卫星诞生之前的一个短暂的过程。事实上,这颗行星也已经显现出了卫星正在“生成”的迹象。
02系外卫星
在这颗行星巨大的环系中距离中心行星月万公里(0.4AU)的地方,有一个巨大的间隙,年,Kenworthy和Mamajek还是用年的那次凌日观测数据再次提出新发现,他们认为这个间隙里可能有一颗系外卫星存在,重约为0.8个地球质量。这一成果发表于年2月的《天体物理学杂志》(TheAstrophysicalJournal)[2]。
环缝被穿梭其中的卫星所清空,这在我们太阳系行星的环系中并不罕见,例如土星基勒环缝(KeelerGap)中的土卫三十五(Daphnis)和恩克环缝中的土卫十八(Pan),这类卫星也因此被称为牧羊卫星(Shepherdmoon)。Kenworthy和Mamajek认为,Jb的环缝间隙中也是这样的情况。
图:(左)土卫三十五(Daphnis)和(右)土卫十八(Pan)。来源:NASA
03参考
[1]Mamajek,E.E.,Quillen,A.C.,Pecaut,M.J.,Moolekamp,F.,Scott,E.L.,Kenworthy,M.A.,...Parley,N.R.().Planetaryconstructionzonesinoccultation
iscoveryofanextrasolarringsystemtransitingayoungSun-likestarandfutureprospectsfordetectingeclipsesbycircumsecondaryandcircumplanetarydisks.TheAstronomicalJournal,(3),72.
[2]Kenworthy,M.A.,Mamajek,E.E.().ModelinggiantextrasolarringsystemsineclipseandthecaseofJb:sculptingbyexomoons?.TheAstrophysicalJournal,(2),.