宇宙中的华丽华尔兹-奇怪的行星绕轨运动

一首宇宙探戈：这颗遥远的行星轨道如此奇怪的原因是它有一个混乱暴力的过往。

如果闭上眼睛想象一个遥远的行星绕恒星运行的轨道系统，你看到了什么？

艺术家对一颗气体巨行星围绕其宿主恒星运行的想象。（图源：kevinmgill/flickr, CC BY）

这篇文章首次发表在《对话》杂志上。该出版物将这篇文章授权给了Space网站的专家之声栏目：Op-Ed&Insights。

请闭上眼睛想象一个遥远的行星绕恒星运行的轨道系统，你看到了什么？

对于大多数人来说，会首先联想到太阳系：沿着近圆形的轨道绕太阳运行的各类行星-岩质行星离得更近，巨行星如木星则在冰冷的更远处。

然而，我们对宇宙了解的越多，我们就越能意识到像我们自己这种行星系统的存在与其说是一种规则，不如说是一个意外。

想象一个比土星大一点儿气态行星系统正以一个极快的运行速度绕宿主表面运行。它被恒星辐射烘烤着，极度炽热，呈现暗红色。

再想象另一个更远的比木星大点儿的巨行星沿着一个遥远而细长的轨道运行，比起传统的行星，它看起来更像一个彗星。

这听起来并不像是太阳系，对吗？这就是我们目前的发现。

了解HD83443行星系统

HD83443系统的故事可以追溯到20世纪末，那时天文学家开始观测与太阳相似的恒星。他们试图找到在不可见行星同伴影响下进行前后摇摆的行星存在的证明。

在靠近库纳巴拉布兰的赛丁泉天文台，研究人员使用3.9米的英-澳天文望远镜发现了一个正绕着HD88443恒星转动的行星。这颗行星HD88443b跟土星和木星一样大。

但这也是它们唯一的相似点了。HD88443b是一颗游走在它的宿主恒星（比太阳小一点，温度低一点）表面的“热木星”，公转一圈时间少于3个地球日。

自它被发现的二十年来，我们继续监测了HD88443系统的运动情况。近些年我们一直在南昆士兰大学的肯特山天文台进行这项工作。

结合我们和其他人的观测情况，我们在这个恒星系统发现了一颗陌生的新行星，并在上个月发表了一篇论文。

HD88443c已经沿它的宿主恒星绕行了超过22年，和宿主恒星的距离是它身处地狱的兄弟（HD88443b）的200倍。HD88443c的一年如此之长，以致于我们需要20年的观测追踪它绕宿主恒星转动一圈来证明它的存在。

但是不寻常的是它的运行轨道很古怪。太阳系的行星都是沿着近似圆形的轨道转动，但HD88443c却像我们太阳系的彗星一样，轨道路径更加狭长。

如果HD83443c位于太阳系，它将很接近太阳，几乎接近火星的轨道，然后向外摆动，最终到达土星和天王星轨道之间，然后再次向太阳坠落。颜色代码：紫色=HD83443c，绿色=地球，红色=火星，蓝色=木星，黄色=土星。（图片来源：kevinmgill/flickr）

行星探戈带来的后果

像“热木星”的行星，如HD88443b，因为跟太阳系的行星不同，因此特别吸引天文学家们的兴趣。太阳系中像木星这样的气态巨行星是在远离太阳的地方开始它们的生命，因此含有丰富的冰。

这些冰使行星极速增大，聚集成块状形成巨大的大气层遮盖住行星本身。

但不像太阳系的巨行星，随着HD88443b形成，它迁移到了离它的宿主行星足够近的地方，什么造成了这种迁移呢？

这些年来，天文学家已经发现了很多热木星。为了理解这些奇怪的行星，天文学家们提出了几种理论去解释它们的这种迁移-但在大多数情况下，这些迁移存在的证据已经消失在了遥远的过去。

然而，在HD88443b这个特殊案例中，我们新的发现似乎已经提供了确凿的证据。新发现的HD88443c行星可能是它的兄弟HD88443b最终进入目前地狱般轨道的原因。

想象一下HD88443c和HD88443b首次在HD88443系统的深冰中诞生。它们被埋“原行星盘”中（环绕恒星的巨量气体和灰尘）。

锁着行星移动穿过圆盘，它们得到滋养，成长为更大的行星并进入缓缓漂入周围与之相连接的圆盘。

最终它们彼此离得足够近但又没有完全撞到一起，而是部分相撞后摇晃着离开彼此，各自巨大的引力把它们拉扯的像一个弹弓，将它们都发射到新的轨道。

HD88443b这颗红木星，在最近点被掷向绕恒星表面运行的轨道，然后向外摆动，这时最接近碰撞的初始场景。另一个行星HD88443c则被掷向它目前的狭长轨道。

千年以后一些明显的事情发生了。每次HD88443b摇摆着靠近它的宿主恒星时，就使恒星产生了潮汐，同样它也在宿主恒星影响下产生了潮汐。这基本意味着踩下了HD88443b运动的刹车。

这意味着HD88443b每次摆动着经过宿主恒星时，就会失去一部分速度。随着它再次向外摆动，它无法再像之前一样摆动的那么远了，而且它的轨道也慢慢变圆。它被扯着回来直到到达它目前的小小圆形轨道-这需要花费它的余生时间。

HD88443c则不必经历这样的命运。在与HD88443b经过最初的相撞被掷开之后，因为它离中心恒星足够远，因此其轨道未受到影响。

HD88443c缓慢运行的狭长轨道就是当恒星系统还年轻时最初行星相撞的证据。

宇宙中没有像家园的地方吗？

这个故事非常引人入胜-但是我们探索外星世界的主要目标是发现像家园一样的地方。

我们使用与发现HD88443c同样的工具去寻找其他像太阳系一样的恒星系统-即巨行星的运行轨道远离它们宿主恒星的系统。这意味这我们也许需要再次遥望遥远的恒星几十年，观看它们优美的天体华尔兹。

我们毫不怀疑未来我们将发现更多像HD88443一样有趣的行星系统，了解到更多关于行星系统真实多样性的信息。

BY:Jonti Horner

FY: 杂七八糟嘿

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