周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫专栏 周三 · 太空探索 | 周四 · 观测指南 周五 · 深空探测 |周六 · 茶余星话 | 周日 · 视频天象 翻译：贺玉影 校对：牧夫天文校对组 编排：陶邦惠 后台：库特莉亚芙卡 李子琦 胡永葳 原文链接：https://scitechdaily.com/stars-death-will-play-a-mean-pinball-with-unusual-planetary-system-locked-in-a-perfect-rhythm/  HR8799星系的艺术加工图像 图源：华威大学、马克·加里克
根据华威大学领导的一项窥视未来的研究，四颗以完美和谐的规律牢牢跟随其恒星运转的行星，待其恒星最终死后，将面对像弹珠一样四散飞溅的命运。 天文学家建立了模型，说明由于恒星成为白矮星，该系统中引力的变化将导致它的诸行星从轨道上飞出，并在彼此的引力下反弹，就像弹珠游戏中的弹珠在反弹器上反弹那样。 在此过程中，行星还会将附近的岩屑弹射进垂死的恒星，科学家将得以研究白矮星如何在被污染的大气中进化。本研究结论由华威大学和埃克塞特大学的天文学家联手发表在（英国的）皇家天文学会月刊上。  HR8799星系怀抱着四颗超巨木星，它们的公转周期分别是几十年到几百年不等。HR8799e是图中最靠内的行星。上图的延时影片由架设在夏威夷岛上的凯克望远镜7年间拍摄的7张照片制成。视频由Jason Wang制作，数据由Christian Marois还原，轨道由Quinn Konopacky拟合。Bruce Macintosh、Travis Barman和Ben Zuckerman协助了观测工作 | 图像版权：Jason Wang等 HR8799星系距离我们135光年，有一颗年龄在3000-4000万年的A型恒星，和四颗异常巨大的行星。四颗行星全都有五个木星那么重，彼此的轨道挨得很近。星系中有两个岩屑盘，一个在最靠内的行星内侧，一个在最靠外的行星外侧。最近的研究表明，这四颗行星运行节奏极其和谐，每颗行星完成的公转都是其邻居的两倍：最靠外的那颗每转完一圈，它内侧那颗则转了两圈，再内侧的四圈，而最靠内的八圈。 来自华威大学和埃克塞特大学的研究团队决定建立一个模型，用它拿这四颗行星玩一玩“星际弹珠”，用这个办法来研究该星系的结局，研究什么因素能导致其和谐运转的解体。 科学家们可以确定，虽然有银河系潮汐和其他恒星近距离飞越的影响，未来的30亿年内这一和谐都不会被打破。不过，等到恒星一进入红巨星阶段、扩张到现在的数百倍大小、喷射出自身一半的质量，最后成了一颗白矮星时，平静即将结束。 到时行星们会像弹珠一样相互撞击，行踪不定，整个星系变得水深火热。不论哪颗行星，其最初位置哪怕只移动了一厘米，也会导致最后的局面完全不同。 主要作者、来自华威大学物理学院的Dimitri Veras博士说道：“这些行星将在引力作用下四散开来。有可能是最靠内的那颗被弹射出这个星系，有可能是第三颗被弹出，有可能是第二和第四颗互相交换位置。稍微歪一下就可以出现任何可能的组合。它们体型巨大，挨得又近，唯一能让它们循规蹈矩、严格协调的，就是它们轨道的位置。四颗行星全都被这一’锁链’串住了。只要那颗恒星一变轻，四颗行星就会移位，然后这两颗会排斥另两颗，引发四颗行星之间的连锁反应。” Veras博士获得了英国研究与创新部门的科学技术设施委员会的欧内斯特·卢瑟福奖学金。 无论这些行星具体如何运动，研究小组可以肯定，它们的运动量足以将该星系岩屑盘中的物质赶到恒星的大气中。天文学家现在在分析这种类型的岩屑，以发现其他白矮星系统的历史。 Veras博士还说：“这些行星在不同位置围绕白矮星运转，可以轻易地将任何岩屑踢到白矮星里边去，将它污染。HR8799星系可是看作是预演了我们今天看到的那些被污染的白矮星系统。它证明除了研究星系的形成之外，研究星系的未来也有价值。” 共同作者是来自埃克塞特大学的Sasha Hinkley教授，他说道：“自从将近13年前、HR8799星系被发现以来，它一直是系外行星科学界的明星，所以现在我们展望未来、看它从一个和谐的行星集合变成一团混乱，这可真是太有意思了。” 引自《宿命：HR8799星系在主剧情之后》，作者Dimitri Veras和Sasha Hinkley，皇家天文学会月刊，2021年5月14日 DOI: 10.1093/mnras/stab1311 责任编辑：郭皓存 牧夫新媒体编辑部 『天文湿刻』 牧夫出品 微信公众号：astronomycn  天蝎座的黑塔 图片来源及版权：数据 - Martin Pugh，处理 - Rocco Sung  谢谢阅读 |
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