科学家发现首颗围绕天鹅座双星系统运行的巨型系外行星

　　天鹅座中存在一个围绕着一个双星——由一颗活恒星和一颗白矮星组成的行星系统——运行的巨型天体。
　　在过去的30年里，人们发现了将近4000个类行星天体围绕太阳系外的孤立恒星（即系外行星）公转运行。从2011年开始，美国航空航天局（NASA）发射的开普勒太空望远镜（Kepler Space Telescope）让科学家观测到了第一批围绕若干年轻双星系统运行的系外行星，而这些系统中的两颗活跃恒星核心中的氢元素仍在继续燃烧。
　　据美国科学促进会（AAAS）运营的全球科技新闻服务网站优睿科（EurekAlert）4月8日消息称，一组巴西天文学家近日在美国天文学会（American Astronomical Society，简称AAS）旗下的《天文杂志》上发表研究论文宣布，他们发现了第一颗围绕一对更为古老或演化程度更高的双星运行的系外行星证据，而该双星中的其中一颗恒星已经死亡。
　　该论文的第一作者、巴西北里奥格兰德联邦大学（Federal University of Rio Grande do Norte，简称UFRN）博士后研究员Leonardo Andrade de Almeida介绍道：＂在一个正在演化的双星系统中，我们成功地取得了相当确凿的证据证明，那里存在一颗巨型系外行星，其质量几乎是木星——太阳系中最大的行星——的13倍。这是第一次证实有系外行星存在于这类行星系统中。＂研究人员随后追踪研究线索发现，这颗在北半天球的天鹅座（Cygnus）中的系外行星具体位于一个正处于演化过程中的双星＂KIC 10544976＂中。
　　＂KIC 10544976＂是由一颗白矮星和一颗红矮星所组成，前者是一颗表面温度很高的死亡低质量恒星，而后者是一颗活着的（磁场活跃的）恒星，这颗恒星与我们的太阳相比，质量较小，但是由于其能量输出量低，它的亮度也很低。
　　Almeida介绍道：＂双星轨道周期的变化是由围绕同一质心公转的三个天体之间的万有引力造成的。＂然而，轨道周期的变化不足以证明双星系统中存在行星，因为双星的磁场活动是会发生周期性波动的，就像太阳磁场每11年对调一次极性一样，其间太阳风湍流和太阳黑子的数量和大小都会达到顶值，而后再下降。她解释道：＂太阳磁场活动的变化最终会导致其磁场的变化。所有孤立的恒星也是如此。在双星系统中，由于一种被我们称为‘阿普尔盖特’（Applegate）的作用机制，这些变化也会引起轨道周期的变化。＂为了反驳＂KIC 10544976＂轨道周期的变化仅仅是由于磁场活动的理论假设，研究人员分析了日食时间变化的影响以及该双星中活恒星磁场活动的周期。
　　Almeida指出：＂这个系统是独一无二的。没有其他类似的双星系统能提供足够的数据来让我们计算这颗活恒星的轨道周期变化和磁场周期活动。＂通过使用开普勒的观测数据，研究人员不仅能够基于耀斑的速率和能量（电磁辐射的大规模爆发）估计出这颗活恒星（红矮星）的磁场周期，还可以通过太阳黑子（表面温度较低的暗淡区域是由于磁场通量密度的不同而造成的）计算出其可变性。数据分析的结果表明，红矮星的磁场活动周期持续了600天，这与孤立的低质量恒星的磁场活动周期的估计结果一致。据估算，该双星的公转轨道周期为17年。Almeida表示：＂这结果完全驳斥了轨道周期变化是由磁场活动引起的假设。而最合理的解释是存在一颗巨型行星围绕在这个双星系统的周围，其质量大约是木星的13倍。
　　Almeida最后展望道：＂我们正在对20个行星系统进行探测，在这些系统中，诸如＂KIC 10544976＂的外部天体可以展示出引力效应，并且其中大多数只能从南半球观测到。位于智利阿塔卡马沙漠中的大麦哲伦望远镜（Giant Magellan Telescope，简称GMT）将使我们能够直接探测到这些天体，并在这些奇异外星环境的形成和演化以及那里存在生命体的可能性等问题上找寻答案。＂
　　原创编译：Jonathan 审稿：alone 责编：唐林芳
　　期刊来源：《天文杂志》
　　期刊编号：0004-6256
　　原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-04/fda-afe040819.php
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