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计算机模拟显示:如果碰撞的相对速度约为10ks,碰撞角度约为30度,就能将行星的轨道倾角扭转到170度——这与wasp-17b的观测结果完全吻合。
2理论二:原行星盘的“潮汐扭转”
另一种可能是原行星盘的不对称性。
如果wasp-17的原行星盘存在密度扰动(比如某个区域的尘埃更密集),或者盘的自转轴与恒星自转轴有10-20度的偏移,行星在形成过程中,会受到盘的潮汐力作用,逐渐改变轨道倾角。
这种“盘扭转”
机制,更适合解释那些“轻度逆行”
(倾角90-150度)的行星,但对于wasp-17b这种“接近完全逆行”
(170度)的行星,碰撞理论更合理——因为盘扭转的力量不足以让轨道倾角扭转到如此大的角度。
3理论三:恒星自转的“减速耦合”
恒星在形成初期,自转速度很快(可达每天1圈),但会通过磁制动(恒星风带走角动量)逐渐减速。
如果行星的轨道角动量与恒星自转角动量的耦合很强,恒星减速可能会带动行星轨道的倾角改变。
但这种理论对wasp-17b不适用:它的轨道周期仅37天,恒星减速的影响微乎其微,无法让轨道倾角扭转到170度。
结论:碰撞是“逆行”
的主因综合三种理论,行星胚胎的引力散射是最合理的解释。
wasp-17b的逆行轨道,本质上是它“童年时期”
一场“致命碰撞”
的遗产——这也说明,行星系统的早期演化,远比我们想象的更暴力。
四、热木星的“膨胀之谜”
:潮汐加热与低密度之谜wasp-17b不仅是“逆行者”
,还是热木星家族的“膨胀冠军”
:质量049倍木星,半径151倍木星,密度仅02g3——比太阳系土星(07g3)还轻,能像气球一样“浮”
在太阳系中。
1潮汐加热:恒星的“搓手取暖”
wasp-17的质量是太阳的12倍,半径是太阳的14倍,所以它的潮汐力比太阳强10倍以上。
当wasp-17b绕恒星运行时,恒星的引力会拉伸行星的两端:靠近恒星的一侧受到的引力更大,远离的一侧更小,这种“引力差”
产生潮汐力矩,导致行星内部摩擦,释放热量。
根据计算,wasp-17对wasp-17b的潮汐加热功率约为15x102?瓦——相当于1000亿颗氢弹同时爆炸的能量。
这些热量会加热行星的内部,使大气膨胀,半径变大。
2高温:热膨胀的“助推器”
wasp-17b的轨道半长轴仅0051au,表面温度高达1230±50k(约957c)。
高温会让大气中的分子运动加剧,进一步推动行星膨胀。
这种“潮汐加热+高温热膨胀”
的组合,让wasp-17b成为已知最蓬松的系外行星。
3大气特性:高温下的“雾状云”
hubble望远镜的stis光谱仪观测显示,wasp-17b的大气中含有钠(na)和钾(k)——这是热木星的典型特征。
但与hdb等热木星不同,wasp-17b的大气存在逆温层:高层大气温度(约1500k)比低层(约1200k)更高。
天文学家推测,这是恒星紫外线辐射的加热结果——紫外线穿透高层大气,加热气体分子,形成逆温层。
此外,大气中可能还有铝氧化物(al?o?)或铁(fe)的云,但因为温度太高,这些云呈“雾状”
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