發現質量是木星13倍的系外行星證據！

在過去的30年里，人們發現了近4000個類行星圍繞太陽系外的孤立恆星(系外行星)運行。從2011年開始，美國國家航空航天局(NASA)的開普勒太空望遠鏡(Kepler Space Telescope)有可能觀測到第一批系外行星，它們圍繞年輕的雙星系統運行，雙星由兩顆仍在燃燒的氫組成。巴西天文學家發現了第一顆系外行星存在的證據，該行星圍繞著一顆更古老或更進化的雙星運行，其中一顆恆星已經死亡，這項發現於2019年4月9日發表在美國天文學會(AAS)出版的《天文學》上。

博科園：第一作者萊昂納多·安德拉德·德阿爾梅達(Leonardo Andrade de Almeida)說：我們成功地獲得了相當確鑿的證據，證明在一個演化的雙星系統中存在一顆質量幾乎是木星13倍的巨大系外行星，這是第一次證實系外行星存在於這類星系中。Almeida目前是北里約熱內盧Grande do Norte聯邦大學(UFRN)

博士後研究員，曾在聖保羅大學天文、地球物理和大氣科學研究所(IAG-USP)進行博士後研究，他的導師是該研究的共同作者奧古斯托·達米內利教授。日蝕時間的變化(兩顆恆星各自發生日蝕的時間)和軌道周期的變化使研究人員發現了這顆系外行星

巴西研究人員發現天鵝座中存在巨型天體的有力跡象，該天體圍繞著一個由一顆活恆星和一顆白矮星組成的雙星系統運行。圖片：Leandro Almeida

它位於進化的雙星KIC 10544976中，位於北半球天鵝座。雙星軌道周期變化是由於三個物體之間的萬有引力，它們圍繞著一個共同的質心運行。然而，軌道周期的變化不足以證明雙星存在行星，因為雙星的磁性活動是周期性波動，就像太陽磁場每11年改變一次極性一樣，伴隨著湍流和太陽黑子的數量和大小達到頂峰，然後下降。太陽磁場活動的變化最終會導致其磁場變化，所有孤立的恆星也是如此。在雙星中，由於我們所稱的阿普爾蓋特機制，這些變化也會引起軌道周期的變化。

形成假設

圍繞雙星運行的行星是如何形成尚不清楚。一種假設是，它與數十億年前的兩顆恆星同時形成。如果是這樣的話，它將是第一代行星。另一種假設是，它是由白矮星死亡時噴出的氣體形成，這使它成為第二代行星。利用新一代地面望遠鏡，包括安裝在智利阿塔卡馬沙漠的巨型麥哲倫望遠鏡(GMT)，可以確認它是第一或第二代行星的地位，並在圍繞雙星運行時直接探測到它。新一代地面望遠鏡的主反射鏡超過20米，格林尼治標準時間預計將在2024年首次見到曙光。天文學家正在探測20個系統，在這些系統中，外部物體可以顯示引力效應，比如KIC 10544976，其中大多數只能從南半球觀測到。

格林尼治標準時間將使我們能夠直接探測到這些物體，並就這些奇異環境的形成和演化以及那裡可能存在生命得出重要的答案。為了反駁KIC 10544976軌道周期的變化僅僅是由於磁活動的假設，研究人員分析了日食時間變化和雙星活動周期的影響。

KIC 10544976由一顆白矮星、高表面溫度的低質量恆星和一顆紅矮星組成。紅矮星是一顆活的(磁活性的)恆星，與太陽相比，質量較小，由於能量輸出低而亮度不足。這兩顆恆星分別在2005年至2017年和2009年至2013年由地面望遠鏡和開普勒望遠鏡監測，每分鐘都在產生數據。

這個系統是獨一無二的，沒有類似的系統有足夠的數據來讓我們計算這顆活恆星的軌道周期變化和磁循環活動。使用開普勒數據能夠估計磁性周期活明星(紅矮星)基於速率和耀斑的能量(大爆發的電磁輻射)和可變性由於斑點。數據分析表明，紅矮星的磁活動周期持續了600天，這與低質量孤立恆星的磁活動周期估計一致。雙星的軌道周期估計為17年。這完全駁斥了軌道周期變化是由磁活動引起的假設。最合理的解釋是存在一顆巨大的行星圍繞這顆雙星運行，其質量大約是木星的13倍。

博科園｜研究/來自:FAPESP

參考期刊《天文學》

DOI: 10.3847/1538-3881/ab0963

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