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观测7年的系外行星突然消失,天文学家找到原因了

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一颗被望远镜盯了七年的系外行星,突然从视野里"消失"了。它没有爆炸,也没有被恒星吞掉——天文学家最近给出的解释是:它被一个看不见的邻居拽着,轨道歪了,于是从我们眼前"躲"了出去。


这颗行星编号 TOI-2535 b,距离地球约 1000 光年。从 2019 年 4 月到 2026 年 3 月,美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星(TESS)对它进行了持续七年的常规观测。它绕母恒星一圈只需 8.25 个地球日,比水星绕太阳快 10 倍,属于典型的"热木星"。

说人话就是:这是一颗离恒星极近、被烤得滚烫的气态巨行星。天文学家发现它的方式,是等它从恒星前面经过——行星挡住一小块星光,恒星亮度就会出现特征性的轻微下降,这叫"凌日"。

怪事就出在这里。TOI-2535 b 的轨道并不像其他行星那样规整,它经常比预期早到六小时或晚到六小时。到了今年 3 月,TESS 再也捕捉不到那种标志性的星光变暗——它看起来像是凭空消失了。

研究团队用 TESS 的数据给出了答案:TOI-2535 b 正被一个看不见的邻居行星牵引,同时它也在反过来牵引对方。两颗行星的相互作用让整个 TOI-2535 系统的轨道发生"晃动"。当这种晃动把 TOI-2535 b 的轨道面转得与恒星错开角度,凌日现象就从我们的视线里消失了。

加州大学洛杉矶分校的团队成员 Samuel Yee 在声明中说:"我们习惯把宇宙想象成钟表,一切都有规律,但事实并非如此。如果一个系统里有多颗行星,它们会影响彼此的轨道。我们知道有少数几个系统是这样的。"他补充说:"这是我们见过的最极端的例子,因为两颗行星的相互作用如此强烈。这颗行星的轨道倾斜得如此之快,以至于凌日现象就在我们观测期间消失了。"

按目前的推算,TOI-2535 b 至少 30 年内不会再凌日母恒星。不过,那个拽着它的隐藏邻居,可能会更早从恒星前面经过。

这件事的有趣之处,不只是"行星不见了又找到了",而是它对热木星如何形成提出了新线索。

热木星的形成一直有不少猜测。现有的行星形成路径暗示,这类行星需要在一大片冰物质附近才能长成,而 TOI-2535 b 现在离恒星这么近,冰显然不可能丰富。所以主流想法是:热木星先在离恒星较远的地方形成,然后再向内迁移。

向内迁移有两条路。一条比较剧烈:行星被近碰撞之类的暴力事件踢进椭圆轨道,再通过与恒星的相互作用被拉向内侧。另一条相对温和:热木星和其他行星一起,在新生恒星周围那片扁平的气体尘埃盘——原行星盘——里被慢慢拉进来。

如果走的是第二条路,形成的系统应该非常扁平,行星轨道之间不该出现极端的倾角。但 TOI-2535 b 被隐藏同伴拽出的倾角说明,原本扁平的系统在后期也可能被更倾斜的轨道"拧歪"。这样一来,缓慢迁移这条路依然走得通。

"因为 TOI-2535 b 有一个近距离的邻居,它很可能是通过缓慢螺旋内移,而不是被甩进来的,"Yee 说,"我们可能正在看到一条不常发生但非常有趣的形成通道。"

这项研究于周一(11 月 9 日)发表在《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)上。

所以,宇宙这台"钟表"偶尔也会走不准。一颗行星的消失,未必是终结,可能只是它把脸转到了我们看不见的角度——而背后推它的那只手,我们至今还没直接看到。

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