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Jul. 30 2022

巨型行星微透鏡事件

  • 紅色星系做為遙遠後方藍色星系的重力透鏡,將其光線扭曲成弧形。圖片來源:ESA/Hubble and NASA

    紅色星系做為遙遠後方藍色星系的重力透鏡,將其光線扭曲成弧形。圖片來源:ESA/Hubble and NASA

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迄今為止,已發現超過5000顆系外行星,其中90%以上是使用凌日法或徑向速度法發現,而剩下的10%中,有105個是透過重力微透鏡法發現。根據愛因斯坦的廣義相對論,質量會扭曲周圍的時空,造成光的偏折,形成重力透鏡效應,當一個大質量天體偶然從一顆恆星面前經過時,它就像重力透鏡般,使背景恆星出現短暫變亮現象。若是前景恆星周圍有行星環繞時,行星本身的重力也會使背景恆星變亮,但時間尺度則較為短暫,從地球上看到的閃光,可以透過模型的建立,來確定恆星與行星的質量和兩者之間的距離。

與其他的系外行星探測技術相比,重力微透鏡法有兩個顯著的優勢。其一,重力微透鏡效應的亮度不取決於前景星的亮度,只取決於其質量,而這使得發現微弱低質量的M型矮星成為可能。其二、重力微透鏡行星可以在很遠的距離,甚至是好幾個天文單位上繞其恆星運行。在重力微透鏡主星周圍探測到的巨行星通常都足夠遠,可以在「雪線」之外。其他的系外行星探測技術,如凌日法,因需要進行多次探測,若是距離太遠的系外行星,軌道週期長,需要花費數年才能完成,因此到目前為止,已探測的系外行星中,絕大多數的軌道都小於一個天文單位。

來自哈佛-史密森尼天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的天文學家團隊發現了重力微透鏡事件OGLE-2017-BLG-1049,他們使用一些可能的假設對增亮事件進行了模型建立,並得出結論,主星是一顆質量約為0.55個太陽質量的M型矮星,而其行星的質量約為5.5個木星質量,軌道距離為3.9個天文單位。這些結果對行星形成模型有直接影響,在已知的重力微透鏡系外行星中有54顆是M型矮星周圍的巨行星,就像這次所發現的一樣,這表示行星在M型矮星周圍是很常見的。

然而,行星形成的核心吸積模型中,行星由較小的岩石逐漸聚集而成,因此預估在M型矮星周圍發現的行星應該非常少,但此一結果反而支持另一種盤狀不穩定模型,在此模型中,旋轉盤狀物中的碎塊形成團塊,構成行星,並預測在M型矮星周圍存在許多行星。

 

 

資料來源:SciTechDaily

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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