天体物理学家研究外行星系统中的轨道翻转

admin 2018-05-20

哈佛 - 史密松天体物理中心的天体物理学家检查轨道在外行星系统中翻转,呈现出一种先前未被识别的机制,由此这种相互作用可以完全将行星从正常状态翻转到反向旋转。 /

我们太阳系中行星的轨道几乎是圆形的(开普勒造成这种情况因为他们实际上是椭圆形的)。这种接近圆形的同心物质有助于保持太阳系稳定,因为高椭圆轨道偶尔会使行星靠得足够近,因为它们的引力相互作用会破坏它们的路径。轨道形状通过它们的离心率来量化,衡量一颗行星与太阳的最近距离与最大距离的距离(从而帮助确定恒星照度的年度变化);地球的偏心率很小,为0.0167,而在十二月,地球距离太阳只有约6%。

由于地球的旋转轴线相对于其轨道运动而倾斜,因此十二月份(而非六月)北半球较冷,而在十二月份,北极稍微偏离太阳。这种倾斜(称为倾斜)的大小为23.4度,它可能是在地球与大约45亿年前另一个大型机构之间的灾难性影响中产生的。这种影响也被认为形成了月球,它的存在对稳定可能摇摆的倾斜的价值起着重要作用。例如,火星没有大的月亮,它的倾角(目前为25度)在仅仅几十万年的时间尺度上摆动几十度,推动了地球深处的气候变化极地冰盖。因此,偏心率和倾斜度是关键的行星参数,它们不一定是恒定的,但可以及时发展。

目前已确认的系外行星约有1783个,其中有41个被估计具有像地球或更小的偏心距。其他的有更大的值 - 有时更大,有几个已知的系外行星周期性地改变它们与恒星的距离10倍或更多倍。 CfA天文学家Gongjie Li,Smadar Naoz,Bence Kocsis和Avi Loeb已经研究了三个或更多个物体(例如一个有两颗行星的恒星)的系统会发生什么,当这些轨道是椭圆的时(和/或其他一些条件)。部分原因在于,在一些不寻常的外行星系统中,行星的轨道与恒星的旋转方向相反(反轨道);在其他系统中,轨道是在同一个方向上,但是行星的自旋(它的倾斜角)是180度,所以它的北极指向“下”。

天文学家表明,椭圆轨道系统中密切相遇引起的引力扰动可能导致复杂的过程,导致这种奇怪的行为。他们提出了一个以前未知的机制,据此这种相互作用可以在相对较短的时间内(仅仅几千年!)将行星从正常完全翻转到反向旋转。这篇新论文不仅有助于解释为什么一些系外行星系统是奇怪的,它为我们提供了关于行星制造过程的新见解,同时帮助我们欣赏我们自己的行星系统。

出版物:Gongjie Li等人,“近共面的偏心增长和轨道翻转Hierarchical Three-Body Systs,“2014,ApJ,785,116; doi:10.1088 / 0004-637X / 785/2/116

PDF研究副本:共面等级三体系统中的偏心增长和轨道翻转

来源:哈佛 - 史密松天体物理中心

图片:NASA / ESA / A. Feild(STScI)


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