《天体化学学刊物通信》:新模型解释了两个令人困扰的系外行星系统之谜
一幅描述日本宇航局开普勒航天器观察到的约为月球1.8倍大小的系外行星的稀缺性的插图。
André是莱斯学院NASA捐助的行星项目的韦尔奇博士后研究员。资料来源:Jeff/莱斯学院
(神秘的月球)据:一个考虑到作用在新生行星上的各类力量的新模型可以解释在3800多个已知行星体统中观察到的两个令人困扰的现象。第一个谜题是"直径谷",指的是直径为月球1.8倍左右的系外行星异常少见。按照法国宇航局开普勒航天器的观测,这些大小的行星比超级月球(直径约为月球的1.4倍)和小海王星(直径约为月球的2.5倍)少大概2-3倍。第二个谜题被称为"豆荚里的蚕豆",指的是在数百个行星系统中存在着大小相像的相邻行星,包括-1和开普勒-223。
"我相信我们是第一个使用行星产生和动态演变的模型来解释直径谷的人,该模型自洽地解释了观测的多种约束,"莱斯学院的André说,他是近来发表在《天体化学学刊物通信》上的一项研究的通信作者。"研究还能否表明天体物理杂志,包含巨大撞击的行星产生模型与系外行星的蚕豆荚特点是一致的。"
莱斯学院NASA捐助的行星项目的韦尔奇博士后和专著者使用一台超级计算机,借助行星迁移模型模拟了行星系统发展的前5000万年。在该模型中,形成年青行星的二氧化碳和尘埃的原行命盘也与它们互相作用,将它们拉近它们的母星并将它们锁定在共振轨道链中。当原行命盘的消失造成轨道不稳定,造成两颗或更多的行星互相撞击时,这种链条在几百万年内被打
行星迁移模型早已被拿来研究这些保留了共振轨道链的行星系统。诸如,和行星项目的朋友在2021年使用迁移模型估算了-1的七颗行星系统在轰击过程中可能承受的最大破坏量天体物理杂志,但是依然保留了其和谐的轨道结构。
在这项新的研究中,与行星的研究人员和(三人都来自莱斯学院)、加州学院纽约校区的Hilke以及美国海德堡马克斯普朗克天文研究所的和合作。
说:"年青行星向其寄主星体的迁移引起了过度拥挤,并时常造成灾难性的碰撞,使行星丧失其富氢的大气层。这意味着巨大的撞击,如产生我们地球的撞击,可能是行星产生的通常结果。"
研究表明,行星有两种"口味",一种是超级月球,干燥、多岩石,比月球大50%,另一种是迷你海王星,含有水冰,比月球大概2.5倍。说,新的观察结果虽然支持这种结果,这与传统的观点相冲突,即超级月球和迷你海王星都是完全干燥和岩石的世界。
基于她们的发觉,研究人员作出了可以由法国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜来否认的预测。诸如,她们觉得一部份约为月球两倍大小的行星将同时保留其原始的富氢大气,并含有水。