HR 8799星系中的恒星成为白矮星后,星系引力的变化将导致行星脱离轨道,并在彼此引力作用下开启“弹球游戏”

HR 8799星系距离地球135光年,包含一颗A型恒星和四颗大质量行星,四颗行星的运行轨道非常接近。HR 8799中还包含两个碎屑盘,一个位于最内侧行星的轨道内,另一个在最外侧行星的轨道外。四颗行星具有完美的运行节奏:一颗行星运行的轨道是其相邻行星的两倍。也就是说,当最外侧行星运行一圈轨道时,次外侧行星运行了两圈,次内侧行星完成了四圈,而最内侧行星完成了八圈。phys.org网站当地时间6月11日报道,英国埃克塞特大学(UOE)和华威大学(UOW)的研究人员用计算模拟证明,在HR 8799中的恒星成为白矮星后,星系中引力的变化将导致行星脱离轨道,并在彼此引力作用下开启“弹球游戏”。在这个过程中,它们会将附近的碎片撞向垂死的恒星。相关论文刊登在《皇家天文学会月刊》中。

研究人员表示,尽管受到银河潮汐和其他“路过”恒星的影响,四颗行星的类共振行为仍会在未来30亿年内保持稳定。然而,一旦恒星进入红巨星阶段,稳定状态就会被打破。以完美节奏运行的HR 8799星系会成为一个高度混乱的系统,天体运动情况变得极度不确定。UOE教授Sasha Hinkley说:“HR 8799或将成为地外行星科学领域的标志性研究对象。看着它从一个和谐运转的行星集变得一团乱麻,是一件非常有趣的事情。”

UOW研究人员Dimitri Veras博士说:“在引力作用下,行星会彼此分散。在一种情况下,最内侧的行星可能被抛出星系。在另一种情况下,第三颗行星可能成为‘倒霉蛋’。又或者,第二颗和第四颗行星的位置会发生变化。只要情形稍有变化,任何组合状况都有可能出现。HR 8799星系中的四颗行星质量非常大,彼此距离非常接近,现在唯一能让它们保持完美运转节奏的因素是轨道位置。一旦恒星失去质量,四颗行星的位置就会偏离,而其中两颗会彼此分散,进而引发四颗行星之间的连锁反应。”

研究人员指出,这些行星的运动足以将星系碎屑盘物质带到恒星的大气层中。通过分析这种类型的碎片,能够帮助天文学家了解其他白矮星系统的历史。Veras博士补充:“这些行星围绕着白矮星在不同的位置运行,很容易将碎屑物质撞进白矮星,污染其大气层。HR 8799行星系预示了被污染的白矮星系统的未来。这项研究展示了行星系计算超越单纯天文观测的价值。”

编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《皇家天文学会月刊》

期刊编号:0035-8711

原文链接:https://phys.org/news/2021-06-star-death-pinball-rhythmic-planets.html

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来源:科技工作者