天文学家甚至在原始的太阳系中发现了“倾斜的”行星

December2017

在这张图中，两个绕轨道运行的行星相对于它们的主太阳的旋转轴有轻微的倾斜。鸣谢:玛丽娜·赖斯/耶鲁大学

（）据耶鲁大学（吉姆·谢尔顿）：科学家们长期以来一直困惑于为什么地球太阳系中的所有行星围绕太阳的轨道都略微倾斜。但是，耶鲁大学领导的一项新的研究表明，这种现象可能并不罕见。即使在“原始”的太阳系中，行星也表现出一点倾斜。

天文学家长期以来一直认为，具有倾斜轨道的行星——轨道与它们的宿主太阳的旋转轴不一致——是一些高级宇宙噪音的结果，例如附近的恒星和行星围绕着它们的邻居旋转。

但是发表在《天文学杂志》上的一项新的研究表明并非如此。

在这项研究中，由耶鲁大学天文学家马莲娜·赖斯领导的国际研究小组对原始的多行星太阳系进行了全面分析，这些太阳系中的行星轨道自形成以来一直保持相对稳定。

“这种类型的配置，即一颗行星的轨道与另一颗行星的轨道按照轨道周期的精确整数比精确排序，在太阳系发展的早期可能很常见，”耶鲁大学文理学院天文学助理教授兼该研究的主要作者赖斯说。

“这是一个华丽的配置——但只有一小部分系统保留它，”她说。

赖斯和她的合著者发现，即使在这些太阳系中，行星的轨道倾角也可能高达20度。

研究人员通过测量TOI-2202 b的倾斜轨道开始了他们的工作，这是一颗原始太阳系中的“温暖的木星”行星。温暖的木星是一颗比地球大得多的行星，其轨道周期明显短于地球的365天。

研究人员将TOI-2202 b的轨道与美国国家航空航天局系外行星档案中发现的类似行星的完整普查轨道数据进行了比较。放在这个更大的背景下，这类行星的典型倾角高达20度，TOI-2202 b系统是这类系统中倾角最大的系统之一。

赖斯说，这一发现提供了关于早期太阳系发展的有价值的信息——并且说明了关于地球系统的一些重要的事情:一点点倾斜是宇宙进程的正常现象。

“这让人放心，”赖斯说。“它告诉我们，我们不是一个超级怪异的太阳系。这真的就像在一面有趣的镜子里看着我们自己，看着我们如何融入更大的宇宙。”

这项新研究也有助于赖斯了解“热”木星太阳系的研究，木星太阳系是包含气体巨行星的系统，这些行星可能类似于木星，但轨道周期非常短。

“我试图弄清楚为什么有热木星的系统有如此极端倾斜的轨道，”赖斯说。“他们什么时候变得倾斜了？他们能天生如此吗？为了找到答案，我首先需要找出哪种类型的系统不会如此明显地倾斜。”

这项新研究是长周期系外行星系统恒星倾角调查(SOLES)的第八个结果，该调查由赖斯和前耶鲁大学博士后王松虎共同领导，王松虎现在在印第安纳大学，是这项新研究的共同作者。其他合著者包括来自比利时、西班牙、智利、澳大利亚和美国的研究人员。