行星怎样成为恒星的抗衰老配方

arXiv(2022 年)。 DOI:10.48550/arxiv.2203.13637″ width=”800″ height=”454″>
一位艺术家的插图展示了一颗气态巨行星(右下)围绕它的主星(左),远处还有另一颗恒星(右上)。 这两颗恒星本身就在彼此的轨道上。 正如我们在最新新闻稿中所解释的那样,一组科学家使用 NASA 的钱德拉 X 射线天文台和 ESA 的 XMM-Newton 来测试这些系外行星(称为“热木星”)是否会影响它们的主星,与没有的恒星相比一。 结果表明,这些系外行星可以使它们的主星比没有这样一颗行星的恒星旋转得更快,从而使它们的主星表现得比现在更年轻。 插图中的双星(或“双星”)系统是天文学家使用钱德拉和 XMM-牛顿研究热木星对其主星影响的数十个系统之一。 一颗炽热的木星可能会通过潮汐力影响其宿主恒星,导致恒星比没有这样的行星时旋转得更快。 这种更快速的旋转可以使主星更加活跃并产生更多的 X 射线,使其看起来比实际年轻。 学分:arXiv (2022)。 DOI:10.48550/arxiv.2203.13637

根据使用美国宇航局钱德拉 X 射线天文台对多个系统进行的一项新研究,行星可以迫使它们的主星表现得比他们的年龄更年轻。 这可能是迄今为止最好的证据,证明某些行星明显减缓了其宿主恒星的衰老过程。

虽然以前已经看到过“热木星”(即围绕水星距离或更近的恒星运行的气态巨行星)的抗衰老特性,但这一结果是第一次被系统记录,提供了迄今为止最强的测试这种奇异的现象。

领导这项新研究的德国莱布尼茨波茨坦天体物理研究所 (AIP) 的 Nikoleta Ilic 说:“在医学领域,你需要很多患者参加一项研究才能知道这些影响是真实的还是某种异常值。” “在天文学中也是如此,这项研究让我们相信,这些炽热的木星确实使它们所环绕的恒星表现得比它们年轻。”

一颗炽热的木星可能会通过潮汐力影响它的宿主恒星,导致恒星比没有这样的行星时旋转得更快。 这种更快速的旋转可以使主星更加活跃并产生更多的 X 射线,这些迹象通常与恒星年轻有关。

然而,与人类一样,有许多因素可以决定一颗恒星的生命力。 随着年龄的增长,所有恒星都会减缓它们的自转和活动,并减少爆发。 由于精确确定大多数恒星的年龄具有挑战性,天文学家很难确定一颗恒星是否异常活跃,因为它受到了 close-在星球上,让它表现得比实际年轻,或者因为它实际上年轻。

由 Ilic 领导的新 Chandra 研究通过观察双星(或“双星”)系统来解决这个问题,在这些系统中,恒星相距甚远,但其中只有一个有热木星围绕它运行。 天文学家知道,就像人类双胞胎一样,双星系统中的恒星同时形成。 恒星之间的距离太大,以至于它们无法相互影响,或者热木星无法影响另一颗恒星。 这意味着他们可以使用系统中的无行星恒星作为控制对象。

“这几乎就像在一项研究中使用双胞胎,其中一个双胞胎住在一个完全不同的社区,这会影响他们的健康,”共同作者、也是 AIP 的 Katja Poppenhaeger 说。 “通过将一颗恒星与附近行星与没有一颗行星的双胞胎进行比较,我们可以研究同龄恒星的行为差异。”

该团队使用 X 射线的数量来确定一颗恒星的“年轻”程度。 他们通过研究近三打 X 射线系统来寻找行星对恒星影响的证据(最终样本包含钱德拉观测到的 10 个系统和欧空局 XMM-牛顿观测到的 6 个系统,两者都观测到了几个)。 他们发现,拥有热木星的恒星在 X 射线中往往更亮,因此比没有热木星的伴星更活跃。

“在以前的案例中,有一些非常有趣的暗示,但现在我们终于有统计证据表明,一些行星确实在影响它们的恒星并让它们保持年轻,”共同作者,也是 AIP 的 Marzieh Hosseini 说。 “希望未来的研究将有助于发现更多系统,以更好地理解这种效应。”

一篇描述这些结果的论文发表在 2022 年 7 月的《皇家天文学会月报》上。 arXiv 预印本服务器上还提供了该论文的完整早期版本。