美国天文学家发现三颗濒临死亡的系外行星

美国夏威夷大学天文学研究所的天文学家最近发现三颗接近生命尽头的系外行星。 这三颗气态巨大系外行星首先由美国航天局的凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite）任务探测到，它们的一些周期最短的轨道围绕着次巨星或巨星。 其中一颗行星TOI-2337b将在不到一百万年的时间内被母星吞噬，比目前已知的任何其它行星都要快。

研究人员估计，这些行星的质量介乎木星质量的0.5至1.7倍之间，大小范围从略为细小到超过木星大小的1.6倍。 它们的密度范围也很广，从软木头的密度到比水的密度大三倍，这意味着它们的来源多种多样。

这些行星最初在2018年和2019年由美国航天局凌日系外行星巡天卫星任务拍摄的图像数据中发现。 美国自然历史博物馆博士后研究员森缪耳·金伯（Samuel Grunblatt）团队在凌日系外行星巡天卫星数据中确定候选行星，然后使用凯克天文台（W. M. Keck Observatory）确认这三颗行星的存在。

目前的行星动力学模型显示，恒星随着时间过去而演化，尤其是在恒星生命的最后10%时间中，行星应该向它们的宿主恒星盘旋转。 这个过程也会加热行星，可能导致它们的大气层膨胀。 然而，这种恒星演化也会导致恒星周围的行星彼此靠近，增加发生碰撞的可能，甚至破坏整个行星系统的稳定性。

研究中发现的各种各样的行星密度显示，这些行星系统是通过混乱的行星与行星之间相互作用形成。 这也可能导致这些行星的加热速率和时间尺度不可预测，从而使它们具有我们今天观测到的广泛密度。未来使用最近发射的韦伯太空望远镜对其中一个系统TOI-4329进行观测，可能会揭开行星大气中存在水或二氧化碳的证据。 如果看到这些分子，这些数据将限制这些行星的形成地点，以及须发生什么样的相互作用才能产生我们今天看到的行星轨道。

使用美国航天局凌日系外行星巡天卫星继续监测这些系统将限制这些行星盘旋进入它的宿主母星的速度。 到目前为止，在任何系统中都没有观测到明显的轨道衰减讯号，但是凌日系外行星巡天卫星扩展任务的更长观测基线将对行星螺旋线提供比目前可能更严格的限制，从而揭开行星系统受到恒星演化影响的程度。

【图、文：节译自美国夏威夷大学2022年1月13日新闻公布】研究全文刊登在2022年1月11日出版的 arXiv 论文预印本网站 标题是：TESS Giants Transiting Giants II： The hottest Jupiters orbiting evolved stars TOI = TESS Objects of Interest = Transiting Exoplanet Survey Satellite Objects of Interest = 凌日系外行星巡天卫星感兴趣对象星表 = 凌日系外行星巡天卫星目标星表

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