天文|太阳系的兄弟惑星系,天文学家的新发现

天文学家刚刚发现惑星系与太阳系相似的另一个关键点
天文学家刚刚发现惑星系(TRAPPIST-1)与太阳系相似的另一个关键点

天文|太阳系的兄弟惑星系,天文学家的新发现
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(图解:惑星系Trappist-1 。 图源:NASA Science)
惑星系(Trappist-1)是我们银河系的邻居中最吸引人的星系 。 它距离我们只有40光年 , 有七颗岩石系外行星 , 其中三颗位于宜居带内 。 但是光凭这点不足以证明它真正适合人类居住 , 因此天文学家一直在寻找这个星系的特征 , 以告诉我们更多关于它的历史 。
现在 , 有一项惊人的新研究发现 , 惑星系的系外行星轨道类似太阳系的行星轨道 , 是一个在赤道周围的平面 , 围绕着中心 , 有点像黑胶唱片 。

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(图解:TRAPPIST-1和太阳系轨道对比 。 图源:Wikipedia)
这项发现将使天文学家们能够探测该星系的动力学历史 , 从而使得星系模型更加准确 , 而且还能实现对系外行星的宜居性进行筛选排除 。 但是 , 在恒星周围发现行星就意味着它们基本上以与它们形成时相同的倾角运行 , 所以这使得系统的运行状态更容易研究 。
截至目前 , 天文学家们已经在银河系发现了超4000个系外行星 , 这些发现表明太阳系是多么的普通又不普通 。 而且 , 天文学家已经对不少系外行星的轨道排列进行了测量 , 许多近轨道气态巨行星表现出恒星倾角 , 即一颗恒星的系外行星以与恒星自转轴成斜角的方式运行 。
多行星系统往往不那么倾斜 , 以前从没有人测量过多岩石的、像地球一样的惑星 。 因为恒星倾角是基于罗斯特-麦克劳克林效应(Rossiter-McLaughlin effect)测量出的 , 这种效应很难在像惑星一样小而微弱的恒星上被观测到 。

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(图解:Trappist-1行星表面的艺术想象图 。 图源:Spitzer)
惑星系是如何运作的呢?当我们在观察运行中的恒星时 , 旋转着靠近我们的一侧发出的光将被压缩成更高的频率 , 更靠近光谱的蓝色端 , 这称之为蓝移 。 另一方面 , 旋转着远离我们的一侧发出的光被拉伸成较低的频率 , 称为红移 。
当一个行星围绕着那个恒星运动时 , 你可以根据首先被阻挡的波长类型来判断它的行进方向 。 这颗系外行星投射出一个行进的多普勒阴影 , 产生一种扭曲 , 可用于直接模拟轨道倾角 。
惑星是一个红矮星 , 这意味着它很小而且微弱 。 所以在以前 , 罗斯特-麦克劳克林效应很难被观测到 , 但是现在位于夏威夷的昴星团望远镜(又叫斯巴鲁望远镜 , Subaru Telescope)最近配备了红外多普勒 (IRD) , 这是一种分辨率足够高的新型红外光谱仪 , 可以将其识别出来 。

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