云南天文台发现绕矮新星蛇夫座V2051转动的类木巨行星

图一 由于类木巨行星的存在，蛇夫座V2051的掩食信号到达地球的时间呈现出周期性的变化



本篇文章来源于: 中国科技网 www.wokeji.com
原文链接：http://www.wokeji.com/explore/twht/201512/t20151222_2072447.shtml

                               
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图二 矮新星蛇夫座V2051及其类木巨行星的示意图

（神秘的地球报道）据中科院云南天文台：近期，国际著名学术期刊The Astrophysical Journal Supplement Series发表了云南天文台双星与变星研究团组的最新研究成果。该工作对南天区矮新星蛇夫座V2051进行了7年多的监测，发现绕其转动的类木巨行星，揭示了矮新星型激变双星也是系外行星的寄主天体，丰富人们对系外行星多样化的认识。

矮新星通常是由一颗白矮星和红矮星伴星组成的密近双星系统。白矮星吸积伴星的物质后会在周围形成一个吸积盘。这类激变双星的一个显著特征是由于吸积盘的不稳定会产生准周期性的爆发。其亮度陡然增加几倍到十几倍，然后又慢慢变暗。平均爆发周期约为10～200天不等。蛇夫座V2051是少数几颗发生全食的矮新星，B波段的掩食深度约为2.5星等。其周期约为90分钟，即白矮星和红矮星伴星90分钟相互绕转一圈。由于处于南天区（赤纬为：-25度48分30秒），国际上的多数望远镜难于对蛇夫座V2051进行观测。

从2008年6月起，云南天文台钱声帮研究员和韩忠涛博士等利用阿根廷2.15米望远镜以及云南天文台的2.4米和一米望远镜对蛇夫座V2051进行7年多的监测。发现这颗矮新星的掩食光变信号到达地球的时间呈现出周期为21.6年、变幅为28.4秒的周期性变化（如图一所示）。揭示了在距离该矮新星约为9天文单位（1天文单位定义为地球到太阳的平均距离）处存在一颗类木巨行星。详细的计算表明它的最小质量为7.3倍木星，绕转的轨道偏心率为0.37（如图二所示）。人类在地球上很难在遥远的星空中观看到激变双星中漂亮的吸积盘及其壮观的爆发，而在这颗类木巨行星星球上能近距离目睹这些壮丽的天文奇观！

该成果得到国家自然科学基金重点项目等资助（批准号：11133007和11325315）。论文信息：Qian S.-B., Han Z. T., Fernández Lajús, E., Zhu L. Y., Li L. J., Liao, W. P., and Zhao, E. G., Long-term Decrease and Cyclic Variation in the Orbital Period of the Eclipsing Dwarf Nova

                               
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顶一个，以后可以在这颗气态巨行星的固态卫星上，开发一个旅游景点对游客开放！

siyanpick 发表于 2015-12-25 17:06
顶一个，以后可以在这颗气态巨行星的固态卫星上，开发一个旅游景点对游客开放！ ...

爆发时烤肉吧~~~

孔方 发表于 2015-12-25 19:42
爆发时烤肉吧~~~

怎么会呢，都能星际旅行了还克服不了这种程度的冲击和高温，还不行就挖个地下永固工事，开个厚厚厚厚的玻璃天顶来观看呗，方法总是有的嘛...

周期21.6年，变幅26.8秒。
哈哈，什么高科技？

解读光变曲线图：
两个周期为250000小时，即变化周期为14.26年，不是21.6年！

这个分析用的是与多谱勒效相似的技术——不是用光的谱线移位，而是用双矮星的周期变化：
双矮星向地球运动时，互绕周期变短；双矮星远离地球运动时，互绕周期变长；
也就是光谱测量径向运动的变异，正好可以测量大轨道半径的巨行星。

虽是瞎猫碰到死耗子，但也算一种创新。
如果热木星所在的恒星系统同时拥有大轨道半径的巨行星的话，对热木星的掩星周期进行同样的监控，可以比频谱分析更早、更快、更准确发现外围的大行星。

SamuelHan 发表于 2016-3-29 14:39
解读光变曲线图：
两个周期为250000小时，即变化周期为14.26年，不是21.6年！

关于上次我说的热木星的卫星问题，给你个官方回应：来源维基百科，英文版的，后面有参考文献，原文在此：Theoretical research suggests that hot Jupiters are unlikely to have moons due to both a small Hill sphere and the tidal forces of the stars they orbit, which would destabilize the satellites' orbits, the latter process being stronger for larger moons. This means that for most hot Jupiters stable satellites would be small, asteroid-sized bodies.[23]

zenghan 发表于 2016-3-29 19:53
关于上次我说的热木星的卫星问题，给你个官方回应：来源维基百科，英文版的，后面有参考文献，原文在此： ...

哈哈，有关Hill sphere，不要片面地看。
Hill sphere、Roche lobe和Roche limit是同一问题的几个片面描述，wiki上都有。
Roche lobe页面的两个彩图就是我的贡献；Roche limit页面里的公式推导就是我最后修改确定的，里面“Roche limit, Hill sphere and radius of the planet”那一节就是我的“墨宝”。


Hill sphere讲的是一个范围，其界面就是Roche lobe。大小两个天体的Hill sphere与Roche lobe的关键要素主要在Roche limit的页面上描述。
实际上Hill sphere页面上的那个图，右侧小天体上的那个小红圈并不是Hill sphere，而是“引力球”。对不同大小的“第三体”，“引力球”是不一样的。
有人想过统一界定“引力球”，企图确定唯一的数学表达式，在wiki上也有这样的词条。但没有用，因为实际上确定卫星轨道极限的条件太复杂了，俘获卫星的轨道与共生卫星的轨道就有很大的差异。

zenghan 发表于 2016-3-29 19:53
关于上次我说的热木星的卫星问题，给你个官方回应：来源维基百科，英文版的，后面有参考文献，原文在此： ...

有关热木星的卫星，可以参考太阳系几个巨/大行星的情况去摸索。

木星的卫星，包括：
低轨的伽俐略卫星，大小数千公里，轨道偏心率和倾解都极小，顺行，在L1(L2)高度Rrochelobe的1/120以下；
中轨的木卫十三﹑木卫六﹑木卫十﹑木卫七，大小百来公里，轨道偏心率和倾解都很大，顺行，在Rrochelobe的1/30以下；
高轨的木卫十二﹑木卫十一﹑木卫八﹑木卫九和其他的微小卫星，轨道偏心率和倾解都极大，逆行，最高去到Rrochelobe的23%左右。

土星的卫星同样可分为包括土卫六等的低轨顺行大卫星，在Rrochelobe的1/20以下；
中轨卫星顺行的百来公里大小卫星，在Rrochelobe的17%以下;
以及最高去到0.34Rrochelobe的微小卫星。
土星的中、高轨道微/小卫星也是以逆行为主。

天王星同样包括Rrochelobe/120以下和0.125Rrochelobe以下的大、中型顺行卫星；以及最高超过0.3Rrochelobe的逆行微小卫星。

而我们的地球，小小的一个裸岩星，月球的位置是0.26Rrochelobe(Rrochelobe/3.86)。


由此基本上可确认两点：Rrochelobe/20（0.05Rrochelobe）以下是大型从属星的共生地区，0.3Rrochelobe以外基本上连俘获的物质都留不住。
所以，只要热木星的直径小于其Rrochelobe/3，就可以留住他捕捞到的漂瓶。
只要热木星的直径小于Rrochelobe/20，就可以共生形成大型的从属天体。
直径介于Rrochelobe/20~Rrochelobe/3的热木星，也可以形成小型的从属天体。

你另外的楼所说的几个热木星，比如：
HD 189733b，行星半径是Rrochelobe/4.33，和地球相比，他更有条件形成他的月亮。
HAT-P-2 b，行星半径是Rrochelobe/19，和土星相比，他更有条件形成他的“土卫六”等大东西。
特别是那个大型的J1407  b,行星半径是Rrochelobe/577，形成大型次级天体是绝对没问题的。

SamuelHan 发表于 2016-3-30 16:22
有关热木星的卫星，可以参考太阳系几个巨/大行星的情况去摸索。

木星的卫星，包括：

如你所言，那么飞马座51b，HD209458还有那几个超短周期热木星都可能有大小不等的卫星环绕了，但是遗憾的是这些行星附近受到的热力太强，一般的物质承受不了这么高的辐射，比如那个WASP-2b，温度接近3000摄氏度，什么样的卫星上的物质能承受？反正我是有点怀疑这些的炼狱能让卫星存在？不过那些情况不是那么极端的热木星可能容许卫星的存在，比如天鹅座16b，还有杰弗里马西1996年发现的几颗热木星，即轨道在0.2~0.5个AU，轨道偏心率不是很高的热木星，附近存在中小型卫星的概率还是有的。

zenghan 发表于 2016-3-31 14:34
如你所言，那么飞马座51b，HD209458还有那几个超短周期热木星都可能有大小不等的卫星环绕了，但是遗憾的 ...

飞马座51b,主星1.06Ms;
行星0.47Mj,轨道约800万公里;
L1/L2约40万公里,如果行星有5~6万公里的半径,则基本上没有形成或收容次级天体的空间了。

但在其洛希极限上留个星环倒是有可能的。

zenghan 发表于 2016-3-31 14:34
如你所言，那么飞马座51b，HD209458还有那几个超短周期热木星都可能有大小不等的卫星环绕了，但是遗憾的 ...

HD209458b的L1/L2情况和飞马座51b相若,但他的半径超过10万公里,是Roche lobe的25%,基本上可以肯定没有次级天体,只怕连星环都没可能。

zenghan 发表于 2016-3-31 14:34
如你所言，那么飞马座51b，HD209458还有那几个超短周期热木星都可能有大小不等的卫星环绕了，但是遗憾的 ...

WASP-2b
L1/L2只有33万公里
行星半径那怕只有1Rj,也达到0.25Roche lobe了
估计也没戏

zenghan 发表于 2016-3-31 14:34
如你所言，那么飞马座51b，HD209458还有那几个超短周期热木星都可能有大小不等的卫星环绕了，但是遗憾的 ...

我原来说的,是指哪些虽然轨道只有800万公里左右,但质量达十几、二十MJ的气巨星。
这么重的气巨星,即使轨道只有800万公里,L1/L2也150万公里,这样的巨型热木星,有足够的空间,才有可能形成大型次级天体。

比如,那个HAT－p－2b,质量将近9MJ,虽然轨道不到0.07Au,但L1/L2足足有130万公里,行星半径只有7万公里,足以形成自己的次级天体系统。

顶一个

我还不到半岁就被阿姨带到云南天文台常住，上学后每个假期都在天文台住很长时间。阿姨不在以后就再也没回去过了。现在那里几乎被城市包围，光污染严重，已经不适合作为天文观测基地了。