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美科学家发现开普勒-36天体系统形成的奥秘

美科学家发现开普勒-36天体系统形成的奥秘

这两颗系外行星的运行轨道十分接近,它们仅仅相隔 0.013 个天文单位,相当于五倍的地月距离

  科学家发现开普勒-36 是位于天鹅座的一颗和太阳十分相似的恒星,距离地球约 1530 光年,目前已发现两颗环绕其公转的系外行星。被命名为开普勒-36b 的内行星也被称为“超级地球”,这是由于它的大小介于地球和海王星之间;稍大一些的行星名为开普勒-36c,这颗行星类似于太阳系最外侧的行星,因此也被称为“迷你海王星”。

  这个行星系统的特别之处在于,这两颗系外行星的运行轨道十分接近,它们仅仅相隔 0.013 个天文单位,相当于五倍的地月距离。在 2 月 9 日发表的一篇研究文章中,普林斯顿大学的科学家们试图确定开普勒-36 系统的物理条件,探寻这个奇特并遥远的系统的演变过程。在目前得到的 NASA 开普勒系外行星探测器所提供的数据基础上,普林斯顿高级研究所的詹姆斯-欧文和普林斯顿大学的蒂莫西-莫顿协力寻找有助于确认开普勒-36 的两颗行星最初物理条件的信息。

  通过执行流体动力学计算,他们得出了一个详细的蒸发模型,以限定该系统诞生之初的构成成分。该模型揭示了系统目前观测到的性质和形成理论之间的直接关系,比如,目前的质量和半径随着核心质量、核心成分、原始包络质量分数和原始冷却时间的变化而变化。研究发现,开普勒-36b 拥有一个蒸发条带状核心,而由于更高的核心质量,开普勒-36c 保留了其部分原始包络,因此,这两颗系外行星的形成途径较为接近。

  位于内侧行星开普勒-36b 的核心质量为地球质量的 4.4 倍,其原始包络质量分数小于百分之十。外侧的行星开普勒-36c 的包络质量分数的估计值介于百分之十五到百分之三十之间,其核心质量大约是地球质量的 7.3 倍。开普勒-36c 的原始冷却时间持续超过 3000 万年,冷却过程在行星形成之初就已开始。

  科学家们认为,如此漫长的冷却过程可能是大爆炸之后的低效热传导导致的。这两颗行星的距离如此之近,密度差异却十分显著,这一点也令研究者们感到不解。他们猜想,在大爆炸六百万年后,某种现象的发生导致了这样特殊的系统的诞生。

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