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热木星篇1:让恒星常保青春的热木星
原文标题：Hot Jupiters Keep Their Stars Young
作者：Shannon Hall 原文来自：SkyandTelescope.com Posted: 2014. 4. 11
编译：Melipal 审校：Linq （编译版权所有，未经许可请勿转载。）
新的 研究表明，靠近恒星 运行的 炽热气体巨行星 （也就是所谓的 热木星 ）可以让主星 保持年轻活跃。
炽热的 年轻恒星 活跃得很疯狂。它们会从炽热的 表面发出庞大而猛烈的 耀斑（也就是带电粒子的 大规模爆发），在X射线波段的 亮度比中年恒星 亮上1000倍。如此明亮的 辐射据信是由快速自转驱动的 强烈磁场导致的 。
随着年龄的 增长，恒星 会自然变得不那么活跃，它们的 X射线辐射减弱，自转减慢。但是天文学家从理论上计算出，热木星 （极其靠近主星 表面运行的 高温气体巨行星 ）可能能够将这种活跃性维系 住。
艺术家笔下环绕恒星 运行的 热木星 。（图片提供：NASA/CXC/M.Weiss）
为何热木星 可以保持主星 的 活跃呢？如果行星 环绕恒星 运行的 速度比恒星 自转还要快，它就会将角动量转移给恒星 。这一过程会抑制恒星 的 自转减慢，让它持续快速自转，因此虽然恒星 年龄会增长，它看起来依旧年轻。
现在来自哈佛—史密松天体物理中心的 天文学家卡特亚·波彭黑格尔（Katja Poppenhaeger）与斯科特·沃尔克（Scott Wolk）检验了这一假说，说明热木星 确实可以让主星 常保青春。
密歇根大学的 恒星 专家布伦丹·米勒（Brendan Miller）说：“这一观点，也就是极其靠近恒星 的 气体巨行星 可以抑制恒星 随年龄增长通常不可避免的 自转减慢过程，是为个别系 统提出的 猜想。不过这次是在具有对照组的 样本中第一次系 统性地检验这一理论。”
这一检验要克服两大挑战。首先，当前探测系 外行星 的 手段更容易发现本身不活跃的 恒星 周围的 行星 ，这给样本带来了巨大的 偏差。其次，我们并没有办法区分一颗恒星 是看起来年轻，还是真的 年轻。
不过波彭黑格尔与沃尔克研究了只有一颗恒星 拥有已知系 外行星 的 双星 系 统，从而回避了这两个问题。双星 系 统中的 两颗恒星 应该拥有同样的 年龄。因此如果拥有热木星 的 那颗恒星 发出的 X射线辐射比伴星 要强，毫无疑问的 是它延长的 青春是由行星 的 存在导致的 。
研究者在样本中总共观测了5个拥有热木星 的 双星 系 统。他们挖掘了图像存档，并使用钱德拉X射线天文台以及XMM—牛顿望远镜进行了新的 观测
在拥有极密近热木星 的 双星 系 统中，拥有行星 的 恒星 看起来在X射线波段更为明亮，因此看上去比伴星 更年轻。对于拥有距离较远（甚至是质量较小）的 热木星 的 双星 系 统而言，拥有行星 的 恒星 看起来年龄与伴星 一致。
波彭黑格尔与沃尔克计算出，密近热木星 的 潮汐相互作用足够强，足以在恒星 光球中诱发大规模的 潮汐。在某些情况下，潮汐鼓包高达300公里。如果月球可以在地球上诱发如此庞大的 潮汐，潮汐可以抵达低轨卫星 的 轨道。
米勒说：“我个人觉得，热木星 如何影响主星 这一问题与互补问题也就是主星 如何影响密近行星 是一样有趣的 。”（点击阅读讨论活跃恒星 如何炙烤热木星 的 报道。）
因此从另一个角度说，由于密近行星 会损失角动量，它会缓慢地落向主星 。虽然对研究样本来说这一计算的 细节并没有很好地确定下来，不过在恒星 被扯碎之前，这一过程花费的 时间可能比恒星 的 寿命还要长。
作为参考，相反的 过程当前就发生在月球上。沃尔克说：“太阴月要比地球日更长，因此月球的 轨道运动‘拖拉’着地球。”每年地月间距会增加3.8厘米，而地球日略略变长。地质学证据表明，在3.85亿年前，地球自转速度更快，每年的 天数比现在要多上20天。
另一个全局性的 牵连问题是，由于我们使用X射线辐射来确定恒星 的 年龄，沃尔克说，我们对热木星 主星 的 年龄估计是错误的 。“我们估计的 恒星 年龄要比实际年轻好几倍。”
天文学家现在最好必须要用其他更加困难的 方法确定这些恒星 的 年龄了。
参考文献：K·波彭黑格尔与S·J·沃尔克，《热木星 对主星 自转与活跃性影响的 证据》，《天体物理学通报》，2014年
（全文完）
热木星篇2:热木星
折叠 编辑本段 特性
科学家计算机模型推算出系外“热木星”也同样存在极光，且极光强度是地球极光的100-1000倍
热木星还有以下的特性：
在太阳与地球的距离上作出观测，它们出现凌日的次数较多。
它们的密度较小，在凌日期间会出现黑滴现象，使量度其半径更为困难。
它们原先的轨道均非距离其恒星极近。
它们轨道的离心率极小。 折叠 编辑本段 形成
被认为在距主星2.7AU附近形成气体盘和压缩物质，在这个距离上，有足够多的固体原料来形成核，也有足够的气体以形成巨行星。当它的质量达到1木星质量左右的危险边界时，它和原行星盘之间的万有引力使行星失去角动量，从而螺旋式的趋近主星。 折叠 编辑本段 探测及意义
根据美国国家航空航天局(NASA)消息，史匹哲太空望远镜首次捕获到太阳系外行星发出的光，由此得到的行星光谱使科学家有望确定外层空间行星大气层中的分子组成。这一发现具有里程碑式的意义，科学家迈出了探测外层空间行星上潜在生命的重要一步。
利用“次蚀”(Secondary Eclipse)技术，史匹哲红外太空望远镜获得了太阳系外两颗凌日行星的详细光谱信息。这两颗由气体构成的行星是科学家所谓的“热木星”(Hot Jupiter)，二者的名称分别为HD 209458b和HD 189733b。出乎理论研究者对“热木星”认识的是，数据表明，这两颗行星比之前预想的更加干燥，它们被云层所覆盖，大气层中并未含有大量的水。
NASA戈达德空间飞行中心的Jeremy Richardson等天文学家认为，水分可能被光谱探测到的高空厚厚的无水硅酸盐云层所覆盖。他们关于HD 209458b行星光谱描述的论文已发表在2月22日的《自然》杂志上。
除Richardson的小组外，位于加州理工学院的NASA史匹哲科学中心的Carl Grillmair博士和美国喷气推进实验室(JPL)Mark R. Swain领导的两个研究小组也分别对HD 189733b和HD 209458b进行了观测，得出了类似的结论。他们的研究结论有望发表在Astrophysical Journal Letters上。折叠 编辑本段 极光强度
科学家最新研究显示一颗遥远“热木星”系外行星的极光，其亮度是地球极光的100-1000倍。
美国哈佛-史密森天体物理学中心博士生奥弗-科恩是这项研究报告第一作者，他说：“我真想提前预约这颗系外行星的太空之旅，届时能看到这种美丽的极光！”当太阳释放的能量粒子抨击地球磁场时便形成地球极光，地球磁场指引太阳微粒朝向极地，在这里碰撞进入地球大气层导致空气分子释放像霓虹灯一样的光线。而当前科学家通过计算机模型已推测环绕一颗遥远恒星的系外行星存在着类似极光现象。
当地球遭受日冕大规模喷射物(CME)侵袭时便产生强极光，CME是太阳爆炸式释放数十亿吨的太阳等离子体(带电粒子和炽热气体)。它们可以扰乱地球磁气圈——受地球磁场保护的太空泡，并导致地磁暴。1989年，CME轰击地球产生的磁暴中断了加拿大魁北克省供电系统。
科恩和他的同事使用计算机模型研究如果一颗与恒星仅距离数百万公里的大型气态行星遭受恒星等离子喷射时将发生什么状况，他希望进一步获悉系外大气层和所环绕的磁气圈产生的效应。
大型气态行星将遭受非常强的作用力，在我们太阳系，太阳等离子喷射物穿过太空时将进一步扩散，因此当它们抵达地球时就变得更加漫射。一颗“热木星”将感受到更强、更集中的爆炸，就如同距离火山喷射点100英里和1英里之间的差别。
研究报告合著作者维纳-卡什亚普说：“系外行星所产生的效果完全不同于太阳系内部，将更加猛烈！”在计算机模型中，CME轰击“热木星”，并削弱了该行星的磁场。CME微粒抵达这颗大型气态行星的大气层，它的极光照亮了行星赤道，呈现出一个光亮环结构，其能量强度是地球极光的100-1000倍。整个极光过程持续大约6个小时，之后极光呈波状朝向行星北极和南极逐渐减弱。
计算机模型显示，虽然“热木星”遭受非常强的作用力，但是这颗系外行星的磁场将CME遮蔽在大气层，能避免被侵蚀。科恩解释称，我们的模拟计算显示这颗系外行星的防御机制如何运行。甚至一颗拥有磁场的行星将比木星更安全。
这项研究对于研究环绕遥远恒星的宜居岩石星体具有重要意义，由于红矮星在银河系中非常普遍，天文学家认为应当在寻找类地行星方面投入更大精力。但是红矮星比太阳的温度更低，一颗岩石行星必须非常近距离地环绕恒星，才能达到足够的温度保持液态水。但同时这样的行星必然承受强烈的恒星辐射和高能量喷射物轰击，这种状况正如科恩和同事的研究内容。今后科恩的研究将进一步检测是否岩石星体能够屏蔽这样的恒星辐射。
热木星篇3:680光年外的热木星，预示的木星的未来？
气态巨行星“热木星”，近距离围绕其主恒星旋转，至今仍然是一个谜。
天文学家认为，热木星形成之初离其母恒星距离很远，就像我们自己的木星，但由于引力的不平衡慢慢的靠近其主星。
现在，一个特别异常的热木星可以帮助我们理解这类行星形成的形式 ，一个存在于三体环境的热木星。
一个特别不寻常的热木星称为KELT-4AB已经发现有三个太阳。 第一个已知的行星存在于三星级系统的该艺术家的概念，也会产生类似的日落KELT-4AB。恒星KELT-B和KELT-C轨道彼此每30年进行一次，和其行星系统一起围绕主星KELT-A旋转。
该系统让人联想到塔图因星战（如图）的虚构的行星多星系统
热木星KELT-4AB每三天围绕KELT-A一圈。恒星KELT-B和KELT-C轨道彼此每30年进行一次，每4000年围绕主星KELT-A一圈。
KELT-4AB仅仅是该系统已知的第四颗星。
其中，KELT-A是最亮的主星，不仅是因为它是三颗恒星中最热的恒星，而且还因为它非常接近地球，距离我们680光年。
这颗热木星的大气层的组成尚不清楚。
“热木星”如此接近其主恒星，至今是一个谜。天文学家表示，行星应该形成之初距离他们的母星较远，就像我们自己的木星。
科学家认为，可能真是有多恒星系统的引力作用下，使特殊环境的的气态行星慢慢的靠近其引力最大的主星，从而形成超级“热木星”。
有人表示担忧，我们的木星在将来是否也会慢慢靠近太阳，变成“热木星”？科学家解释说，由于木星存在于单星环境中，引力相对稳定，轨道也相对稳定，应该不会演变成“热木星”。
