美国宇航局的罗马太空望远镜将探测星系核心的热木星和褐矮星

美国国家航空航天局南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜

罗马航天器的高分辨率例证反对满天星斗的背景。信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

当它在2020年代中期启动时,美国宇航局南希·格雷马罗马空间望远镜将探索广泛的红外天体物理学主题。一个急切预期的调查将使用称为微溶剂的引力效应,以揭示与我们太阳系中的行星相似的世界。现在,一项新的研究表明,同样的调查也将在核心中推出更多的极端行星和类似行星的身体银河银河系,归功于他们在轨道上的星星上的引力拖船。

领导这项研究的日本大阪大学研究生宫崎骏(Shota Miyazaki)说:“我们很激动地发现,罗曼将能够提供比原计划更多的关于银河系行星的信息。”“了解更多新的、未被研究的世界将是非常令人兴奋的。”

罗曼将主要使用引力微溶剂检测方法发现外产儿- 太阳系超出了行星。当一个巨大的物体(例如明星)从我们的有利点到一个更远的明星前面穿过,来自更远的星星的光线将在越来越近的弯曲时空时弯曲。

结果是,距离较近的恒星就像一个自然透镜,放大了背景恒星发出的光。围绕透镜星运行的行星可以在更小的尺度上产生类似的效应,所以天文学家打算通过分析更远恒星发出的光来探测它们。

由于这种方法对行星敏感,因此小于火星有了广泛的轨道,科学家们期望罗曼的微透镜调查揭开我们太阳系中几乎所有行星的相似之处。宫崎骏和他的同事们表示,这项调查还可以揭示更多奇异的世界——在微小轨道上运行的巨型行星,即所谓的热木星,以及所谓的“失败的恒星”,即所谓的褐矮星,它们的质量不够大,无法像恒星那样通过核聚变来提供能量。

这项新的研究表明,除了寻找更接近(镜头)星的行星之外,罗马还能够检测到这些物体中更远的恒星。

团队的调查结果发表在天文学杂志

天文学家将微透镜事件视为遥远的恒星的临时变化,当恒星几乎完全对齐时达到峰值。Miyazaki和他的团队发现,在某些情况下,科学家们还能够检测到由行星运动轨道的镜头星光引起的周期性,轻微变化,在微透明事件期间绕行更远的星星。

当一颗行星绕着它的主星转动时,它会施加一个微小的引力,使恒星的位置发生一点变化。这会使遥远的恒星离完美的排列越来越近。由于较近的恒星扮演着天然透镜的角色,这就像遥远恒星的光会被绕轨道运行的行星轻微地拉进或拉出焦点一样。通过在星光中挑出小颤抖,天文学家将能够推断出行星的存在。


这个动画演示了xallarap效果。当一颗行星绕着它的主星转动时,它会施加一个微小的引力,使恒星的位置发生一点变化。这会使遥远的恒星离完美的排列越来越近。由于较近的恒星扮演着天然透镜的角色,这就像遥远恒星的光会被绕轨道运行的行星轻微地拉进或拉出焦点一样。通过观察星光中的细微颤动,天文学家将能够推断出行星的存在。信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

“它被称为xallarap效果,这是视差拼写后来。视差依赖于观察者 - 地球在阳光下移动的运动 - 以产生遥远来源明星,更近透镜星和观察者的对齐变化。Xallarap工作方式相反,根据来源的运动来修改对齐,“David Bennett表示,在马里兰州Greenbelt的Geasa的Gendard Space Flight Centre领导着引力微溶剂组。

虽然微溶剂通常最适合寻找远离他们的恒星的世界金星来自阳光,Xallarap效果最适合小轨道上的非常大的行星,因为它们使他们的主人明星最多。揭示更多遥远的行星也将允许我们探测不同的世界人群。

挖掘星系的核心

我们星系中最早发现的几百颗系外行星中,大多数的质量都是地球质量的数百倍。我们太阳系中的巨型行星绕太阳公转需要12到165年,而这些新发现的行星只需几天就能围绕它们的主恒星旋转。

这些行星现在被称为炎热的兴趣者,由于他们的巨大尺寸和来自主人星星的强烈的热量,并未从现有的行星形成模型和强迫天文学家重新思考它们。现在有几种理论试图解释为什么热的刺客存在,但我们仍然不确定 - 如果有的话 - 是正确的。罗马的观察应该揭示新的线索。

甚至比热的木匠更巨大,棕色矮人的范围从大约4,000到25,000倍的地球质量。它们太重,不能被称为行星,但在像星星一样,它不足以经历核融合。


这幅插图描绘了一颗褐矮星——它太重了,不能被定义为行星,但质量还不足以像恒星那样通过核聚变来为自身提供能量。信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

其他行星狩猎任务主要从事相对附近的新世界,距离几千遥远。靠近近距离进行更详细的研究。然而,天文学家认为,靠近银河系的核心的研究机构可能会产生新的洞察行星系统如何发展。Miyazaki和他的团队估计,罗马将在10个热门架和30岁的棕色矮人靠近银河系的中心找到,使用Xallarap效果。

银河系的中心主要居住在大约10亿年前的恒星。在这样的旧恒星周围学习行星可以帮助我们了解热门困境是否表现得如此靠近他们的明星,或者出生在更远的时间里,并随着时间的推移向内迁移。天文学家将能够看到热的垃圾邮件是否可以通过看到古老的星星中发现的频率来保持这种小轨道长时间。

与银河系中的星星不同,这通常在彼此舒适的距离中漫游银河系,核心附近的星星在一起贴在一起。罗马可以透露是否有这么多恒星如此接近彼此影响轨道行星。如果星际靠近行星系统,它的重力可能会从通常的轨道中拉出行星。

Supernovae在银河系的中心附近也更常见。这些灾难性事件如此强烈,以至于它们可以伪造新的元素,因为爆炸星星死了。天文学家认为这可能会影响行星形成。在这个地区寻找世界可以帮助我们更多地了解影响地球建设过程的因素。

罗马将通过观看较旧的星星和行星,将窗户进入遥远的过去。特派团还将帮助我们探索棕色矮人在银河系的中心附近的形式,因为它们更接近地球,通过比较他们在每个地区的频率较近。

通过使用Xallarap效应来制造非常古老的热门乐队和棕色矮人,并使用微透镜发现更多熟悉的世界,罗马将为我们带来更接近宇宙中的地方的另一个步骤。

“我们发现了很多与我们的行星系统相比似乎很奇怪的行星系,但还不清楚它们是奇怪的还是我们奇怪,”该论文的合著者、俄亥俄州大学哥伦布分校的研究生萨姆森·约翰逊(Samson Johnson)说。“罗曼将帮助我们解决这个问题,同时帮助回答天体物理学中的其他重大问题。”

参考:“在银河系中揭示短期内产成和棕色矮人使用微透镜Xallarap效果与南希·格雷曼空间望远镜”,由Shota Miyazaki,Samson A. Johnson,Takahiro Sumi,Matthew T. Penny,Naoki Koshimoto和Tsubasa Yamawaki,2021年1月25日,天文学杂志
DOI:10.3847 / 1538-3881 / ABCEC2

南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜由位于Greenbelt的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理,参与该项目的还有美国宇航局的喷气推进实验室、加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院/IPAC、巴尔的摩的太空望远镜科学研究所,以及一个由来自不同研究机构的科学家组成的科学团队。主要的工业合作伙伴是科罗拉多州博尔德的Ball Aerospace and Technologies Corporation、佛罗里达州墨尔本的L3Harris Technologies和加利福尼亚州千橡树的Teledyne Scientific & Imaging。

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