存在的行星大于其宿主恒星吗?


10

介于〜0.5个木星质量和80个木星质量之间的物体的质量区域(从气体巨星到褐矮星和红矮星)的特征是与物体直径几乎呈平坦关系。那里的行星比一些最小的恒星还要大。

据估计,已知的最小(当前正在融合)的恒星EBLM-J0555-57略大于土星(半径约59000公里,是木星质量的85倍)。

WASP-79b是已知最大的行星,不是可疑的棕色矮星,据估计是木星直径的两倍,是木星质量的0.9倍。已知许多热木星和蓬松的行星具有相似的测量值。

行星比其宿主恒星大的系统的可能性有多大?有没有已知的例子?

我只在寻找目前正在融合的恒星,以排除脉冲星等。


您是纯粹按质量运行,还是按半径运行,允许一个“年轻”的行星,其气场或尘埃场仍通过合并过程进行?(并不是我不知道如何找到它们)
Carl Witthoft

3
它必须在半径范围内,因为恒星总是比行星更大。
Ingolifs,

Answers:


4

问题的答案取决于所用行星的确切定义。

一个可能的例子是L矮人2M 0746 + 20(2MASS J07464256 + 2000321)及其行星2M 0746 + 20 b

行星的半径比恒星的半径大12%。

MassRadiusPlanet12.21MJ0.970RJStar83.79MJ0.089RSun=0.866RJ

注意:报告的行星质量为,略低于13个木星质量的氘燃烧极限。12.21(±0.4)MJ


6

由于最小的恒星仍然是天然气巨行星的大小,这个问题最终归结为天然气巨人是否存在于主要序列底部的恒星周围。低质量恒星周围很少有近距离气体巨行星,尽管看起来确实是长周期恒星。这意味着相关系统的最大行星半径将类似于木星,而不是膨胀的热木星。一个例外是在行星冷却和收缩之前非常年轻的系统,但那样的话恒星也仍然在收缩,因此您可能不会在那里赢。

一个问题是这些恒星非常微弱,所以径向速度法很棘手-一旦在红外线下运行的RV仪器(例如,“可居区行星搜寻器”)上线,这可能会有所改变。这些恒星周围巨型行星的较长轨道周期也将需要更长的观测时间才能进行探测。不幸的是,漫长的轨道周期使过境的可能性不大,因此我们很可能无法确定行星的半径,并且无法确定行星是否大于恒星。

直接成像已发现一些木星质量的物体与接近氢燃烧极限的物体相距很远,例如,2MASS J02192210-3925225氘燃烧极限的物体位于距0.1太阳质量星约150 AU的位置。目前尚不清楚该如何称呼这些天体,它们可能是质量很低的棕矮星,而不是行星。此外,这些系统还太年轻,以至于恒星尚未收缩到其主序半径。对于低质量的恒星,这可能需要数十亿年的时间,到那时,行星将变凉并变得更加暗淡(且难以被发现)。这种广角分离系统也可能最终由于恒星相遇而被打乱。

用于检测这类系统的另一种方法是重力微透镜,它倾向于在系统雪线附近找到物体,即在更类似于我们的行星系统的尺度上找到物体。KMT-2016-BLG-1107Lb是一个可能具有比恒星更大的行星的系统类型的示例,该参数表明〜3.3的木星质量行星在〜0.34 AU处绕着〜0.087太阳质量星运行。不幸的是,参数的不确定性通常很大,因为透镜系统通常是不可见的。这意味着我们也没有半径信息,因此我们不能肯定地说这个系统的行星肯定大于其恒星。

这样看来,确实存在这样一个系统,即行星的直径可能大于其绕轨道运行的主序恒星,尽管到目前为止,由于难以进行必要的观测,因此尚无确定的情况。


3

除红矮星外,另一种可能性是行星绕着B型矮星飞行

这些星星的一些特征:

  • 几乎完全由氦组成
  • 认为是通过合并两个白矮星或在某些红巨星的演化中的某个特定点形成的
  • 温度范围从20,000 K到40,000 K
  • 亮度是太阳亮度的10-100倍
  • 质量通常是太阳质量的〜0.5倍
  • 半径约为太阳半径的0.15-0.25倍

这个半径范围使它与最大行星的半径重叠(〜太阳半径的0.2倍)。由于祖先星的质量更大,因此导致原行星盘中形成气体巨星的可能性增加。问题就变成了:“一个气体巨人能找到进入内部恒星系统的途径,使其能够膨胀吗?”

已知有两颗带行星的B型近矮星。 V391佩加西可能是最符合行星大于恒星标准的飞机。在约1.7 AU处恒星运行的是天然气巨星。这个天然气巨人每平方米从恒星那里获得的能量要比地球从太阳那里得到的能量更多,但这不足以使行星充分加热而变得足够“浮肿”,从而超过恒星2.3的大小。MjRj

另一个已知的例子是开普勒70号,这是一颗相当好奇的恒星,似乎是红色巨人的残余。开普勒70系统非常紧凑,两个小(近地半径)行星分别以5到8个小时的极快速度运行。(令人着迷的是,这些行星并不是通过使它们的主恒星黯然失色而被发现的,而是当它们开始绕恒星运行时,光度的周期性增加。这两个行星的表面温度都比太阳高,分别为7,600 K和6,800K。从理论上讲,这些行星是气体巨人的残留物,这些气体巨人在恒星的红色巨星相中就被蒸发掉了。

从这些拖曳的例子中,我得出结论,尽管在使B型矮矮星附近存在气体巨人没有任何困难,但是使它们紧密接近以成为浮肿行星的机制充满了问题。您可能有一个红色巨人在亚矮星形成之前将所有附近的天然气巨星煮沸,或者您有两个白矮星合并为一个蓝色亚矮星,这需要一个由两个近双星恒星组成的祖先系统,以禁止近轨道行星绕行。

我怀疑要形成一个比主机恒星大的行星系统,这家天然气巨人必须在亚矮星形成后以某种方式向内迁移。


V391 Pegasi b不是一个安全的检测-恒星的不同模式似乎彼此异相变化,如果正时变化是由绕行行星引起的,则情况并非如此,请参见Silvotti等。(2018)。开普勒70周围声称的行星系统也有疑问,请参阅Krzesinski(2015)
反旋转

las,维基百科文章上严密的错误栏使人们对这些行星的确定性
缺乏
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.