在距离地球 105 光年的地方发现的“数学上完美”的恒星系统

B站影视 2024-12-24 08:19 2

摘要:隐藏在距离地球仅 105 光年的后发座中,HD 110067 星是银河系中隐藏的一颗宝石。这颗母星引导它的六颗系外行星在宇宙华尔兹中绕轨道运行,被引力锁定在有节奏的时间上。像这样的同步性需要练习——但新的研究表明,这颗恒星优雅的六胞胎系统可能比以前认为的年轻数

HD 星的行星110067通过其发条般的轨道创造出优雅的几何图案。 (图片来源:Thibaut Roger (NCCR PlanetS))

隐藏在距离地球仅 105 光年的后发座中,HD 110067 星是银河系中隐藏的一颗宝石。这颗母星引导它的六颗系外行星在宇宙华尔兹中绕轨道运行,被引力锁定在有节奏的时间上。像这样的同步性需要练习——但新的研究表明,这颗恒星优雅的六胞胎系统可能比以前认为的年轻数十亿年。如果是这样,它可能会减少这个异常系统中支持生命的行星的候选者。

之前使用赫兹普龙-罗素图(Hertzsprung-Russell diagram)的研究将这颗恒星的年龄定为大约 80 亿年。但墨西哥瓜纳华托大学(University of Guanajuato)的天文学家克劳斯-彼得·施罗德(Klaus-Peter Schröder)表示,对于质量小于太阳的恒星,这种方法可能会动摇。

因此,施罗德和他的同事们开始通过研究其他特征来重新评估这颗恒星的年龄:它的活动水平和自转速率。他们的新研究认为,HD 110067 的年龄相对较大,为 25 亿年——比最初估计的大约年轻 55 亿年。该团队的研究于11月22日在《天文学与天体物理学》杂志上发表。

该团队首先通过分析电离钙的波长来测量这颗恒星的活动,电离钙是望远镜在热恒星大气中很容易发现的一种元素。当恒星的磁场产生能量并加热其外层时,钙原子被激发并发出独特颜色的光。恒星越年轻,研究人员探测到的发射就越强。

“像我们的太阳这样的恒星,如果处于生命周期的一半,则是中等活跃的,”施罗德说。“但这位明星比那要活跃得多。”

接下来,该团队分析了这颗恒星的“自旋下降”——所有恒星都会经历的旋转逐渐制动。HD 110067 大约需要 20 个地球日才能完成一次旋转,处于减速的早期阶段。(相比之下,根据 NASA 的数据,较老、较慢的太阳至少需要 27 天才能绕其轴旋转一次。利用这些信息,研究人员寻找模拟恒星——例如天龙座北部的恒星分身 Sigma Draconis——以专注于 HD 110067 的生命时代。

“因为这些恒星具有相似的演化轨迹和自转速率,我们可以了解这颗恒星在其生命周期中处于哪个时间点,”该研究的主要作者、巴黎索邦大学天文学硕士生麦迪·卢皮恩 (Maddie Loupien) 说。钙线和自旋速率使研究小组计算出 HD 110067的年龄约为 25 亿年——或多或少 8 亿年。

加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的系外行星宿主恒星研究员亚当·布尔加瑟(Adam Burgasser)表示,即使这种测量可以更精确,它仍然描绘了比赫兹普龙-罗素图得出的图形更逼真的恒星年龄画像,他没有参与这项研究。

“这个团队确实做了尽职调查,用可靠的方法仔细检查了这颗恒星的年龄,”Burgasser 说。他补充说,这个更真实的估计也应该有助于天文学家了解这颗恒星周围的系外行星是如何演化的。

HD 110067 行星的完美发条并不一定需要中年恒星的长期养育。相反,根据施罗德的说法,一些内行星可能只用了 10 亿年就开始通过一种称为潮汐锁定的引力现象来精心排练它们的作用——这意味着行星的一侧永远面向其宿主恒星,就像地球月球的固定面一样。

HD 110067 出乎意料的青春也可能为系外行星环境带来新的曙光。到目前为止,该系统中所有已知的六颗行星都靠近它们的母星运行,那里的条件太灼热了,无法产生生命。但目前的系外行星探测方法偏爱轨道较小的行星。Schröder 说,更多的行星可能还会在其宜居带内远离 HD 110067 旋转,因此气候更温和。

但温度只是一个因素;年轻的恒星也会喷出致命剂量的 X 射线和伽马射线。反过来,HD 110067 新提炼的时代可能会限制这些看不见的外星世界存在生命的可能性。

来源:小郭的科学讲堂

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