“孤独的热木星”理论将被推翻？天文学家发现的多行星系统，十分奇怪
“如今，关于行星的形成和早期行星系的演化，还有很多事情是我们不知道的。”
（图解：这幅艺术想象图中，一颗热木星正绕其母恒星旋转，伴随着它的还有一个超级地球和一颗冰质巨行星。图源： Robert Lea (created with Canva)）
近期，科学家们发现了一个奇怪的多行星系统，它表明，所谓的“热木星”可能根本不是孤独的巨行星。为此，科学家们可能不得不重新审视他们那些用于解释行星和行星系统是如何形成与演化的模型。
在豺狼座外大约403光年的地方，这个令人意外的系统以WASP-132这颗K型恒星为绕转中心。星系里的常住居民有一颗热木星（WASP-132b），内圈一颗新发现的超级地球（WASP-132c），以及外圈遥远的一颗冰质巨行星（WASP-132d）。这一发现是由来自日内瓦大学（UNIGE）、国家行星研究中心（NCCR）、伯尔尼大学（UNIBE）和苏黎世大学（UZH）等一系列研究所的研究人员得出的。
WASP-132这颗热木星的质量不到木星的一半，在七个地球日内就能围绕其恒星旋转一周。而超级地球的质量有地球的六倍，24个小时多一点的时间就能绕转恒星一周。外部的冰质巨行星的质量则是木星的五倍，五年绕转恒星一周。，作为广角行星搜索（WASP）计划的一部分，科学家们自2006年以来就一直在研究这个系统。2021年，美国国家航空航天局NASA的凌星系外行星巡天卫星（TESS）发现了这颗超级地球，这表明WASP-132是一个不同寻常的行星系统。
科学家们现在已经更加详细地了解了WASP-132系统的非凡结构。然而，近二十年来对它的研究并没有阻止它不断给科学家们带来惊喜。团队成员、苏黎世大学天文学家拉维特·赫莱德告诉Space网站：“这提醒我们，行星系统非常多样化，仍然有许多与行星形成和年轻系统的早期演化有关的事情是我们不了解的。”
【热木星是如何成为宇宙中的“独行侠”的？】
热木星是气态巨行星，其质量通常是我们太阳系中木星的许多倍。它们的轨道也非常靠近它们的主恒星——这是很奇怪的，因为科学家们认为，在围绕恒星体旋转的原行星吸积盘中，如此大的行星很难在恒星附近形成。
因此，科学家们推测，热木星最开始并没有出现在从我们今天观察到的地方，而是不断向内“迁移”到中央的恒星。科学家们认为热木星是“孤独的”，正是因为在理论上，这种迁移会导致内轨道上任何行星的吸积或抛射。
Helled说：“我们认为，热木星应当在距离恒星半径较大的地方形成，然后向内迁移到目前的轨道。这种迁移要么会导致物质吸积（物质聚集到热木星上），要么就使得固体甚至原行星抛射，从而‘中断’内部行星的形成。“然而，这个系统中的超级地球比它的热木星兄弟更靠近中心恒星，从而挑战了这一理论。”Helled补充到，WASP-132系统中热木星之外有一颗冰冷的巨行星，这一事实表明行星仍然可以在热木星附近形成。
（图解：围绕婴儿恒星形成行星的原行星盘。图源：University of Copenhagen/Lars Buchhave）
WASP-312b的向内迁移并没有破坏这些行星的轨道，这一事实表明，热木星可能有一条更稳定、行为上更“冷静”的向内迁移路径。
Helled说：“这个事实还对WASP-132行星的形成时间尺度和该系统原行星盘的形成条件提供了重要的约束。”
该团队仍然不知道WASP-132系统与其他拥有孤独热木星的行星系统有什么不同。
“这是我们接下来需要探索的，我们不仅要从理论上模拟这样一个系统的形成，还要继续观测。为了确定包括热木星在内的多行星系统的发生率，我们需要研究能够导致这种系统形成的模型，并了解这种系统的产生是否普遍。”
科学家们将继续对WASP-132进行调查，等待来自盖亚（Gaia）天文卫星的数据——自2014年以来，该机构一直在研究该系统。这可能会揭示星系居民更多的信息，包括在其边缘地带是否存在“失败恒星”，也就是褐矮星。与此同时，这样一个系统的存在引导我们对热木星理解进行修正。Helled说：“我希望这项研究将促进对热木星的形成、迁移在行星系统形成中的作用、以及包括热木星在内的行星系统的多样性等的进一步研究。”
该团队的研究于2025年1月15日发表在《天文学与天体物理学》杂志上。
BY:Robert Lea
FY:Stella Zhang（张姝铃）
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