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环绕J1407b的环形系统比土星环大约200倍

2018-05-16
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em莱顿天文台天文学家的一项新研究揭示了J1407b周围巨大环状系统的详细信息 / em

荷兰莱顿天文台和美国罗彻斯特大学的天文学家发现,他们看到的环系统日食非常年轻的类似太阳的恒星J1407具有巨大的比例,比土星环系大得多。这个环形系统是我们太阳系以外的第一个类似环形系统,2012年由Rochester的Eric Mamajek领导的一个小组发现。

由莱顿的Matthew Kenworthy领导的一项新的数据分析表明,环系统由30多个环组成,每个环都有数千万公里的直径。此外,他们发现环中有空隙,表明卫星(“外生子”)可能已经形成。其结果已被接受在“天体物理学杂志”上发表。

“我们在光线曲线中看到的细节令人难以置信。日食持续了数周,但由于戒指中的精细结构,你看到数十分钟时间尺度上的快速变化,“Kenworthy说。 “这颗恒星太遥远了,无法直接观测这些环,但我们可以根据穿过环状系统的恒星亮度变化来制作一个详细的模型。如果我们能够用J1407b周围的环代替土星的环,那么它们在夜晚很容易看见,并且比满月大很多倍。“

“这颗行星比木星或土星大得多,它的环系比今天的土星环大约大200倍”,合作者Mamajek,罗切斯特大学物理与天文学教授说。 “你可以把它看成是一种超级土星。”

天文学家分析了SuperWASP项目的数据 - 这项调查旨在探测在母星前移动的天然气巨头。 2012年,罗切斯特大学的Mamajek及其同事报告了年轻恒星J1407的发现和不寻常的日食,并提出它们是由年轻巨型行星或褐矮星周围的月亮形成盘引起的。

第三,由Kenworthy领导的最近的研究,自适应光学和多普勒光谱被用来估计环状物体的质量。他们的结论基于这些和以前关于有趣的J1407系统的文章,其中的同伴可能是一个巨大的行星 - 尚未发现 - 它带有一个巨大的环系统,负责对J1407的光进行重复调光。

光曲线告诉天文学家,环系的直径将近1.2亿公里,是土星环的两百倍。环系统可能包含大约地球的质量,用于遮挡尘埃颗粒。

Mamajek考虑到这些磁盘和磁环中包含了多少材料。 “如果你要把木星的四个大伽利略卫星磨成灰尘和冰,并将物质在木星周围环绕着它们的轨道展开,那么这个环就会变得如此不透光以至于看到环的一个远处的观察者通过太阳的前方会看到非常深的多日蚀,“马马耶克说。 “在J1407的情况下,我们看到这些年轮阻挡多达95%的这颗年轻的类似太阳的恒星的光线,所以这里有很多材料可以形成卫星。”

在这些数据中,天文学家发现环形结构中至少有一个干净的缝隙,这在新模型中更加明确。 Kenworthy说:“一个明显的解释是,一颗卫星形成并刻划了这个空隙。 “卫星的质量可能在地球和火星之间。该卫星的轨道周期约为J1407b约两年。“

天文学家期望在接下来的几百万年内环会变得更薄,并最终随着卫星从材料形成而消失

“Mamajek解释说:”行星科学界已经推测,几十年来,像木星和土星这样的行星在早期阶段就会在周围形成磁盘,从而导致卫星的形成。 “但是,直到我们在2012年发现这个对象之前,没有人见过这样的环系统。这是在星际物体周围以百万公里的距离形成卫星的第一个快照。“

天文学家估计,环状伴星J1407b的轨道周期大约为十年。 J1407b的质量一直很难受到约束,但它最有可能在约10到40颗木星质量的范围内。

研究人员鼓励业余天文学家帮助监测J1407,这将有助于检测下一次月食环,并限制环状伴侣的周期和质量。 J1407的观测结果可以报告给美国变星观测员协会(AAVSO)。与此同时,天文学家正在寻找尚未被发现的环系统寻找日食的其他光度测量。

Kenworthy补充说,从J1407的伴侣等更多物体发现日食“是我们观察近期卫星形成的早期条件的唯一可行方式。 J1407的日食将使我们能够研究卫星产卵外星盘的物理和化学特性。“

出版物:接受在ApJ出版

PDF研究副本:eclipse中对巨大系外环状系统进行建模J1407b:雕塑的外行人?

来源:罗切斯特大学

图片:罗恩米勒