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熱木星會引起母星自轉軸擺動

2014/09/16 | | 標籤:

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根據美國康乃爾大學(Cornell University)天文學家Natalia I. Storch等人的研究:熱木星(hot Jupiter)在繞它們的母恆星公轉時,會使母恆星不穩定而發生自轉軸擺動(wobble)的現象。

熱木星是太陽系以外的氣體巨行星,且通常非常接近它們的母恆星,一般相信它們是在離母恆星比較遠的地方誕生後,受到某些重力擾動,例如雙星中的另一顆子星,造成這氣體巨行星的軌道變得不同尋常,最後逐漸向著母恆星愈繞愈近。雖然熱木星的質量只有太陽的千分之一左右,但系外行星系統中的恆星還是會受到環繞它們公轉的熱木星的影響,使恆星的行為發生改變。

在我們太陽系中,太陽的自轉軸(spin axis)和所有行星的公轉軸(orbital axis)方向幾乎為同軸;公轉軸是指與行星繞公轉平面垂直的法線方向。在那些擁有熱木星的系外行星系統中卻與太陽系不同。近期觀測顯示系外行星系統的母恆星自轉軸不見得與其行星公轉軸同軸,這個恆星與其行星之間的自轉-公轉異軸(spin-orbit misalignment)現象,著實讓天文學家困惑不已。

Storch的指導教授Dong Lai表示:當1990年代最初發現系外行星時,全都是像木星一樣的大型行星;但讓人驚訝的是這些巨行星居然這麼靠近它們的母恆星。我們太陽系中的水星最靠近太陽的行星,但這些大如木星一般的熱木星卻遠比水星還要靠近它們的太陽,簡直就像貼在它們的母恆星邊上一樣。

藉由電腦模擬這些怪異行星系統的動力學模式,Storch等人發現當類似木星的系外行星接近它們的母恆星時,行星的重力影響會迫使恆星的自轉軸進動,也就是自轉軸的朝向發生改變,像是旋轉中的陀螺一般。其實,如果自轉軸只有進動還是單純的,有時候情況會更複雜而混亂。這或許可作為解釋自轉-公轉異軸現象的理由之一,或者還可幫助天文學家進一步瞭解這些謎樣行星的來源。

此外,Storch等人的工作還發現了一個有趣的現象,就是這個恆星自轉軸混亂變動的現象,和其他自然界中的諸多混沌現象類似,如天氣系統和氣候等,這些現象或許有著某種物理關聯或相通的特性。

參考資料:‘Hot Jupiters’ provoke their own host suns to wobble. Science Daily [September 11, 2014]

本文轉載自網路天文館


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