寻找太阳系外的“贵族”

在太阳系之外，它们漂浮在广阔的宇宙中。没有人知道他们从哪里来，去哪里，为什么他们如此孤独。最近，《美国国家科学院学报》以封面亮点文章的形式发表了北京大学、南京大学、中国科学院国家天文台和犹他大学完成的一项研究。利用国家天文台郭守敬望远镜(LAMOST)的数据，该团队发现了一个新的太阳系外“高贵”行星家族——热海星。多年来，孤独的“小王子”一直在探索系外行星(简称系外行星)，这是世界上一个重要的热点。1995年，科学家发现了第一颗外行星飞马座51b。它的发现是天文学史上的一个里程碑，开启了人类的视野。因为这颗行星属于一个非常特殊的系外行星群——热木星。热木星和太阳系中的木星差不多大，但是它的表面温度非常高，因为它靠近自己的“太阳”。20多年后，科学家们相继发现了数百颗炽热的木星。尽管有许多推论，这些行星的形成和起源仍然是一个谜。与已发现的数千颗系外行星相比，炽热的木星具有一些重要的特征。例如，热木星非常罕见，每100颗恒星周围只有一个热木星。其次，被热木星包围的“太阳”的金属丰度大多比我们的太阳高，也就是说，它富含比氢和氦更重的化学元素。此外，炎热的木星相对“孤独”，附近通常没有其他行星。换句话说，炎热的木星是来自“富裕”家庭的罕见“独生子”。热木星的这些象征性特征包含了其形成和起源的重要线索。星海在海浪中嬉戏，有没有其他的行星群与炽热的木星有相似的关键特征？科学家希望得到这个问题的答案，因为它将为热木星起源之谜带来新的线索。在过去的几年里，以美国开普勒卫星为代表的望远镜在寻找系外行星方面取得了巨大的成功，已经探测到了数千颗系外行星，这为解开热木星的起源之谜带来了一个机会。然而，研究这个问题的关键是确定这些行星系统的基本性质，如行星的半径和宿主恒星的金属丰度，而这些性质的确定需要对恒星进行光谱观测。这需要以极高的光谱采集率进行观察。然而，绝大多数望远镜都无能为力，只能望着大海叹息。然而，中国的望远镜重新点燃了希望。中国科学院国家天文台的郭守敬望远镜采用了一种独特的设计，它可以在大视场内同时观察数千个天体的光谱。它是世界上光谱获取能力最高的望远镜。这使得望远镜在外行星科学研究中独一无二。近年来，郭守敬望远镜观测到开普勒天空中成千上万颗恒星，并获得了它们的光谱。通过与其他高精度方法的对比论证，研究小组发现郭守敬望远镜光谱对恒星基本属性的测量结果非常可靠，达到了相当高的精度。从光谱和精确的时间序列测光中获得的高精度恒星参数可用于对行星半径等关键属性进行高精度测量，数百颗系外行星可被精确分类和系统研究中国科学院国家天文台的研究员罗阿里说。“贵族亲戚”似乎使用了郭守敬望远镜的精确恒星数据，研究人员取得了惊人的发现。随着金属丰度的增加，一些从未被发现的行星出现了。这些行星几乎总是“伴随”热木星，并且像热木星一样，大多是“孤独的”。这些行星有一些类似热木星的特征。他们就像热木星的“表亲”。研究小组将这个新的行星家族命名为“热海星”在太阳系中，热海星的平均大小与海王星相似。其大小分布范围从地球半径的2倍到地球半径的6倍，平均相当于地球半径的4倍。与炎热的木星相似，炎热的海星相对较少，附近只有大约1%的恒星有炎热的海星。“将来，科学家将能够通过对含有热海星的恒星系统进行更高分辨率的观测和视速度观测，来测量热海星的质量，并进一步研究它们的结构和组成。”Roari透露。