天文学家首次发现绕红矮星逆行运行的海王星级系外行星

摘要:

由伦敦玛丽女王大学与日内瓦大学等国际研究团队主导的最新天文观测发现,一颗名为GJ 3090 b的海王星大小系外行星正以与母恒星自转方向完全相反的“逆行”轨道运行。这是人类天文学界首次在银河系中最普遍的M型红矮星周围,确证存在逆行轨道的行星系统,其反常的轨道构型对现有的行星演化模型提出了全新挑战。

根据天文学界长期公认的星盘吸积理论,恒星与环绕其运行的行星诞生于同一团旋转的气体与尘埃盘,因此行星的公转方向通常应与恒星本身的自转方向保持一致。然而,研究团队利用高分辨率近红外光谱仪NIRPS获取的精细观测数据,首次对GJ 3090 b的三维轨道取向进行了精确测定,计算出该行星的轨道倾角高达约136度。

由于这一夹角显著超过90度,彻底证实了该行星正沿着与恒星自转方向相反的轨道倒退运行,它也是目前人类在M型红矮星周围测得三维轨道倾角的名义最小行星。针对这颗逆行行星的形成机制,天文学界通常倾向于将其归因于后期的剧烈引力摄动,例如远距离大质量伴星或外层巨行星的引力拖拽使内层行星轨道发生极端倾斜翻转。但研究人员在仔细排查该星系后,并未发现任何可能导致剧烈引力共振的大质量天体存在。

基于这一发现,研究团队在《天文学与天体物理学快报》上提出了另一种引人注目的全新假说:GJ 3090 b的逆行特征可能并非后期遭遇外部暴力撞击或摄动所致,而是在星系诞生初期就“与生俱来”。在恒星形成的幼年期,它可能从周围复杂星际环境中捕获了第二个不同倾角的吸积盘,而GJ 3090 b正是从这批倾斜的新物质中凝聚而成,从而完整继承了第二星盘的逆行轨迹。天文学家表示,这项突破不仅展示了近红外光谱探测红矮星系轨道架构的强大能力,也暗示年轻恒星周边吸积环境对行星构型的决定性影响远比以往认知的更加复杂,后续持续观测将进一步揭示此类极端轨道系统在宇宙中的普遍程度。

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