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異常富鋰的紅巨星原是摧毀系外行星的兇手

2012/09/26 | | 標籤:

美國賓州大學天文與天文物理教授Alexander Wolszczan等人首度捕捉到逐漸演變成紅巨星(red giant)的年老恆星,因體積膨脹而摧毀其行星的證據。根據估計,我們的太陽大約在50億年之後也會逐漸步上紅巨星之途,因此這些天文學家現在所見,說不定就是太陽系未來的命運。Wolszczan同時也是發現第一個系外行星的天文學家。

這顆紅巨星編號為BD+48 740,半徑約為太陽的11倍,位在英仙座方向。Wolszczan等人是在利用Hobby-Eberly望遠鏡研究這顆老年恆星周圍塵埃盤光譜,企圖從中搜尋有否行星時,偵測到恆星光譜中含有一些特別的化學組成,此外還發現另有一顆大質量行星以異常橢圓的軌道環繞這顆紅巨星,這些證據顯示可能有顆行星正被膨脹中的紅巨星逐漸摧毀。

光譜分析顯示BD+48 740的鋰元素含量異常地高;鋰元素是約137億年前大霹靂遺留的原始元素之一,但與氫及氦相較之下,原始鋰所佔比例非常稀少,而且極易在恆星演化過程中被摧毀而不得見。因此,Wolszczan等人在BD+48 740這樣已經經過長時間演化的年老恆星中發現豐度頗高的鋰是非常稀有的事。Wolszczan等人認為,這些鋰應該來自一顆不小的行星,當它繞著BD+48 740公轉並逐漸靠近這顆恆星的過程中,被恆星摧毀,行星的殘片持續落入恆星,從而造成恆星表面大氣中所含的鋰元素豐度異常。

而認為有行星正被BD+48 740摧毀的第二項證據,是他們發現另有一顆質量約為木星1.6倍的大質量行星,繞BD+48 740公轉的軌道非常橢圓,離心率e(橢圓率)高達0.67 +/- 0.17,離母恆星最近的近星點距離約1.89AU(相當於比火星軌道大一點),遠星點則離得多,繞母恆星一周約771天左右。在已經演化許久的老恆星周圍很少有軌道離心率這麼高的行星;事實上,這顆在BD+48 740周圍發現的行星,其軌道離心率是迄今已知的系外行星中最大的,太陽系的行星與矮行星中,離心率最大的是鬩神星,不過也只有0.442而已。

如此特殊的軌道可能是行星之間的重力交互作用造成的,Wolszczan等人推測:在BD+48 740變成紅巨星之前,那顆正被吞噬的行星和這顆倖存的行星之間的交互作用致使倖存行星獲得大量動能,讓它的軌道離心率變得極大,像是回力棒一樣。

資料來源:First evidence discovered of a planet’s destruction by its star. PSU [August 20, 2012]

轉載自 網路天文館


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