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美國國家航空航天局科學家發現最快系外行星系統的候選者

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美國國家航空航天局科學家發現最快系外行星系統的候選者


這位藝術家的概念將一個超級海王星世界可視化，該世界圍繞我們銀河系中心附近的一顆低質量恒星運行 ?？茖W家最近發現了這樣一個系統，它可能會打破目前最快的系外行星系統的記錄，每小時至少行進120萬英里，即每秒540公里 。圖像：美國國家航空航天局/加州理工大學噴氣推進實驗室/R.赫特（加州理工學院IPAC）
據美國國家航空航天局（Ashley Balzer）：天文學家可能已經發現了一顆瘦骨嶙峋的恒星，它拖著一顆行星穿過我們銀河系的中心 。如果得到證實 ， 這對行星將創下移動最快的系外行星系統的新紀錄，幾乎是我們太陽系穿過銀河系速度的兩倍 。
行星系統被認為每小時至少移動120萬英里，即每秒540公里 。
馬里蘭大學帕克分校和美國國家航空航天局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的博士后研究員肖恩·特里說：“我們認為這是一個所謂的超級海王星世界，它圍繞一顆低質量恒星運行，如果它在我們的太陽系中，它的距離將介于金星和地球的軌道之間 ?！?。由于這顆恒星非常微弱 ， 這遠遠超出了它的宜居帶 ?！叭绻沁@樣，它將是有史以來發現的第一顆繞超高速恒星運行的行星 。”
由Terry領導的一篇描述這一結果的論文于2月10日發表在《天文學雜志》上 。
移動中的明星
由于偶然的對齊，這對物體于2011年首次被間接發現 。一組科學家梳理了MOA（天體物理學中的微透鏡觀測）的存檔數據——這是一個合作項目，專注于使用新西蘭坎特伯雷大學約翰山天文臺進行的微透鏡調查——尋找揭示系外行星或太陽系外行星存在的光信號 。
微透鏡的出現是因為質量的存在扭曲了時空的結構 。任何時候，當一個介入的物體似乎在背景恒星附近漂移時，恒星發出的光在穿過較近物體周圍扭曲的時空時都會彎曲 。如果對齊特別近 ， 物體周圍的扭曲可以像自然透鏡一樣放大背景恒星的光線 。

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這位藝術家的概念將銀河系中心附近的恒星形象化 。每顆恒星都有一條五顏六色的軌跡，表明它的速度——軌跡越長越紅，恒星的運動速度就越快 。美國國家航空航天局的科學家最近發現了一顆速度特別快的恒星的候選者，在這張圖像的中心附近，有一顆繞軌道運行的行星 。如果得到證實 ， 這對行星將創造已知最快系外行星系統的記錄 。圖像：美國國家航空航天局/加州理工大學噴氣推進實驗室/R.赫特（加州理工學院IPAC）
在這種情況下，微透鏡信號揭示了一對天體 ?？茖W家們確定了它們的相對質量（一個比另一個重約2300倍），但它們的確切質量取決于它們離地球有多遠 。這有點像當你把放大鏡放在一頁上并上下移動時，放大倍數是如何變化的 。
馬里蘭大學帕克分校和美國國家航空航天局戈達德分校的高級研究科學家大衛·本內特說：“確定質量比很容易 ?！彼沁@篇新論文的合著者，并于2011年領導了這項原始研究 ?！坝嬎闼鼈兊膶嶋H質量要困難得多 。”
2011年的發現團隊懷疑，這些微透鏡物體要么是一顆質量約為太陽20%的恒星，一顆比地球重約29倍的行星，要么是一個質量約為木星四倍、月球比地球小的更近的“流氓”行星 。
為了找出哪種解釋更有可能 ， 天文學家搜索了夏威夷凱克天文臺和歐洲航天局蓋亞衛星的數據 。如果這對行星和月球是一個流氓行星和月球，它們實際上是看不見的——黑暗的物體迷失在漆黑的太空中 。但如果另一種解釋是正確的 ， 科學家們可能能夠識別出這顆恒星（盡管這顆繞軌道運行的行星太暗了，看不見） 。
他們發現了一個距離我們約2.4萬光年的強烈嫌疑人，將其置于銀河系的星系凸起內——恒星密度更高的中心樞紐 。通過比較這顆恒星在2011年和2021年的位置，該團隊計算出了它的高速 。

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這張哈勃太空望遠鏡的圖像顯示了一顆名為LL Ori的非常年輕的恒星周圍的弓形激波 。這顆恒星以一艘船在水中移動時產生的新月形波命名，當兩股氣流碰撞時 ， 可以在太空中產生弓形激波 ?？茖W家們認為，一顆新發現的恒星周圍可能存在類似的特征，這顆恒星的速度可能至少為每小時120萬英里，即每秒540公里 。在氣體密度較高的星系凸起（星系的中心部分）以如此高的速度旅行可能會產生弓形激波 。圖像：美國國家航空航天局和哈勃遺產團隊（STScI/AURA）；致謝：C.R.O'Dell（范德比爾特大學）
但這只是它的二維運動；如果它也在向我們靠近或遠離我們，那么它一定移動得更快 。它的真實速度甚至可能高到足以超過銀河系的逃逸速度，即每小時130多萬英里，即每秒約600公里 。如果是這樣的話，行星系統注定要在未來數百萬年穿越星系間空間 。
貝內特說：“為了確定這顆新發現的恒星是導致2011年信號的系統的一部分，我們想在另一年再次觀察，看看它是否移動了正確的量，朝著正確的方向移動，以確認它來自我們檢測到信號的點 ?！?。
馬里蘭大學帕克分校和美國國家航空航天局戈達德分校的研究科學家Aparna Bhattacharya是這篇新論文的合著者，他說：“如果高分辨率觀測表明這顆恒星只是停留在同一位置 ， 那么我們可以確定它不是導致信號的系統的一部分 ?！??！斑@意味著流氓行星和外月球模型受到青睞 ?！?br>美國國家航空航天局即將推出的Nancy Grace Roman太空望遠鏡將幫助我們了解在如此快速的恒星周圍有多么常見的行星，并可能為這些系統如何加速提供線索 。該任務將對銀河系凸起進行調查，將大空間視圖與清晰的分辨率相結合 。
Terry說：“在這種情況下，我們使用MOA獲得了廣闊的視野，然后使用Keck和Gaia獲得了更清晰的分辨率 ， 但由于Roman強大的視野和計劃的調查策略，我們不需要依賴額外的望遠鏡 ?！??！傲_曼會做這一切的 。”
作者：阿什利·巴爾澤美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心，馬里蘭州格林貝爾特 。