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一颗比木星还大的气态巨行星,就在天文学家眼皮底下“人间蒸发”了。
它没有爆炸,也没有被恒星吞噬,只是在今年本该准时出现的时刻,彻底缺席。
这听起来像科幻小说里的情节,却是真实发生在宇宙深处的一幕。
这颗神秘失踪的系外行星名为TOI-2535 b,距离地球约1000光年。一个国际天文团队近日在《天体物理学杂志快报》上发表论文,试图破解这场宇宙“消失魔术”背后的真相。
他们给出的答案出人意料:真正的“魔术师”,可能是一颗至今还没人见过的邻居行星。
一颗越来越“暗”的热木星
TOI-2535 b属于天文学家所说的“热木星”。这类行星体型与木星相当,却紧贴着母恒星运行,表面温度极高。
TOI-2535 b绕恒星一圈只需八天多一点。相比之下,水星绕太阳一圈也要88天。
热木星最早于1995年被发现,飞马座51b的两位发现者还因此获得了2019年诺贝尔物理学奖。
天文学家之所以能“看见”它,靠的是凌星法。当行星从恒星前方经过时,会遮挡一小部分星光,让恒星亮度出现一次微小而规律的下降。
美国国家航空航天局的凌星系外行星巡天卫星(TESS)在2019年至2026年间多次观测到它的凌星信号。
然而,凌星法有一个前提:行星的轨道面必须恰好与我们的视线对齐。
但研究人员很快发现了蹊跷。
每一次凌星时,恒星亮度的下降幅度都比上一次更小,仿佛行星在一点点“变淡”。更奇怪的是,它的出场时间也不守规矩,常常过早或过晚。
到了今年,它干脆完全没有出现。
两颗行星的“陀螺之舞”
论文通讯作者、美国加州大学洛杉矶分校博士后研究员塞缪尔·易认为,问题出在一颗尚未被观测到的邻近行星身上。
根据团队的计算,两颗行星彼此的引力拉扯,让它们的轨道像旋转的陀螺一样摇摆、倾斜。
凌星时刻忽早忽晚,正是另一颗行星在暗中施加引力的典型迹象。
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这种现象在天文学上称为轨道进动。当TOI-2535 b的轨道面逐渐倾斜,它从恒星前方经过时遮挡的部位就越来越靠边,亮度下降随之变浅。
最终,它的路径完全偏离了恒星的“正面”,从地球视角看去,再也不会发生凌星,行星便从观测数据中“消失”了。
这就像从侧面看一枚旋转的硬币,角度稍一变化,原本清晰可见的图案便会悄然隐没。
塞缪尔·易打了个比方:我们总以为宇宙像钟表一样规律,但事实并非如此。如果一个系统里有多颗行星,它们就会相互影响彼此的轨道。
他强调,天文学家此前已知少数类似系统,但这是迄今最极端的例子,因为两颗行星的相互作用实在太强。行星的轨道倾斜得太快,以至于凌星在研究人员的注视下就消失了。
热木星从哪里来
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TOI-2535 b是迄今已发现的数百颗热木星之一,但它有个非常不寻常的特点:身边有一颗足够近、足以搅乱其轨道的邻居。
绝大多数热木星都是“独行侠”,附近很少有其他行星相伴。
据估计,热木星只出现在大约百分之一的类日恒星周围,本身就是一类相当稀少的行星。
这一点恰恰让它成为研究热木星起源的珍贵样本。
天文学界一直困惑,这些巨行星为何会跑到离恒星如此近的地方。按照经典理论,气态巨行星应当在远离恒星的寒冷区域形成,那里才有足够的冰和气体供它们“长胖”。
关于它们的迁移,主要有两种解释。一种认为,巨行星曾与其他天体险些相撞,被甩进一条狭长的椭圆轨道,随后在恒星引力作用下逐渐被“收”到近处。
另一种则认为,它们是在原行星盘中,与周围气体和尘埃相互作用,慢慢螺旋式向内迁移的。
塞缪尔·易指出,由于TOI-2535 b有一个近邻,它更可能是缓慢盘旋而入,而不是被猛烈甩进来的。因为剧烈的“甩入”过程,往往会把附近的其他行星一并清除出去。
他认为,这或许揭示了一条不常见、却非常有趣的热木星形成途径。
接下来,天文学家希望能直接找到那颗隐身的邻居行星,并持续监测TOI-2535 b的轨道变化。按照进动的规律,这颗“失踪”的行星,未来某一天或许还会重新回到人们的视野中。
对新一代望远镜来说,这样的动态系统也是绝佳目标。长期监测有望让天文学家亲眼看到,一条行星轨道如何在短短数年间显著倾转。
宇宙从不按剧本出牌,而每一次“意外”,都可能改写教科书上的一行字。
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