PDS 70+ PDS 70c 罕見兩顆行星共用公轉軌道

[peter]

  罕見兩顆行星共用公轉軌道
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共享軌道行星
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系外衛星

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https://technews.tw/2018/07/04/exoplanet-pds-70b-sphere-coronagraph-disc-of-dust/

有關行星如何形成的理論五花八門，但事實是，儘管有無數超級電腦的模擬成果，我們到現在仍還未完全確定行星究竟如何誕生，如何從年輕恆星的碎片盤中脫穎形成有序的系統，證明的難題在於天文學家必須聚齊天時、地利、人和，從恆星塵埃中剛好看到一顆新生行星分娩出來。

德國馬克斯普朗克研究院（Max Planck Institute）與歐洲南方天文台（ESO）的甚大望遠鏡（Very Large Telescope）團隊合作，決定將研究重點放在距離地球約 370 光年的一顆年輕矮星 PDS 70 身上，並利用 SPHERE 儀器帶來極有力圖像：一顆氣態巨行星 PDS 70b 從年輕恆星 PDS 70 周圍的圓盤中形成，該恆星誕生僅 540 萬年，與地球 45 億年的歲數相比只是個小孩。

而在 PDS 70 周圍塵土飛揚的拱星盤（circumstellar disk）中又出現了大空隙，通常被認為是行星形成的跡象，代表有巨大行星正在其中收集材料，透過和塵埃盤相互作用，行星將慢慢改變與中心恆星的距離。

新觀測圖像中，PDS 70b 非常清晰（下圖中亮點），距離中心恆星約 30 億公里，相當於天王星與太陽間的距離，但分析表明 PDS 70b 質量比木星大 2~3 倍，且行星表面溫度約 1,000°C，比太陽系任何一顆行星都還熱得多，環繞主星一圈需要 120 年。

順帶一提，圖像中心的恆星變成黑點是因為經過日冕儀（coronagraph）遮光處理，只有掩蓋掉恆星發出的耀眼光芒，天文學家才有機會檢測到周圍較暗的圓盤與行星系統，否則來自行星的微弱光線將完全被 PDS 70 的強烈亮光淹沒。

天文學家過去也拍攝過幾張可能是遙遠恆星周圍的新生行星圖像，但團隊表示，這些圖片真實性常引發爭論。新研究利用了各種方式研究該系統逾 4 年，在不同時間拍攝圖像、使用不同算法、拾取不同波長的光線等，但得出的結果都一致，終於確認找到了準備出生的行星。

唯有不斷觀察自塵埃盤誕生的行星，我們才能真正了解行星形成的背後機制，雖然 PDS 70b 不是帶來大家對系外行星最關注的焦點──能不能住、有沒有外星生命，但它是第一個證實處於誕生中的系外行星，一樣將成為行星科學的重要發現。

團隊在《天文學與天體物理學》期刊共發表了兩篇論文。

[peter]

http://www.tam.museum/astronomy/astronomy_detail.php?lang=tw&id=151

幾十年以來，天文學家均認為行星是由環繞原恆星的盤面碎片所形成的，這些盤面碎片又稱為原行星盤，半徑可高達1000AU(1AU約等於1.5億公里)，隨著時間的推移，氣體和塵埃顆粒會聚集在一起，最終達成行星的狀態。然而，盡管進行了多年的搜索，天文學家仍未能直接描繪出在這些熱而混亂的圓盤中形成的行星。
　　在前幾日發表於《天文學與天文物理學》(Astronomy & Astrophysics)期刊中的一篇研究裡，提出了第一個令人信服的行星世界。一顆距地球370光年遠的一千萬歲恆星名為PDS 70，在歐洲南方天文台的超大望遠鏡中的「球(SPHERE)註」，顯現出一顆新生行星的特徵，被命名為PDS 70b，透過儀器分析後得到它表層應有濃厚的大氣，其質量約為木星的數倍，直徑僅比木星略大，表面溫度約為1100℃(約2000℉)，以20AU的軌道半徑環繞其主恆星，大約是天王星到太陽之間的距離。


圖中央的黑色區塊為日冕儀設備必有的阻擋物，藉由遮蔽恆星PDS 70的光線，使旁邊的原行星盤得以顯現


為了能夠證實他們的發現，研究團隊將持續透過「球(SPHERE)」或其它儀器觀察這顆行星，甚至是觀察它120年(該行星繞恆星一周的時間)的運動軌跡。



圖中黑色的儀器以及其右下角的銀色柱體為「球」
註：球(SPHERE)全名為光譜偏振高對比系外行星研究(Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet REsearch)，它是一台架設於超大望遠鏡旁的調適光學系統日冕儀，主要功能是針對系外行星做可見光波段及近紅外線波段的成像及光譜偏振研究。
資料來源：ESO,Astronomy,ESO-SPHERE

[peter]

https://today.line.me/tw/article/%E6%96%B0%E7%94%9F%E8%A1%8C%E6%98%9F%E7%99%BC%E7%8F%BE%EF%BC%81PDS+70%E6%81%86%E6%98%9F%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E5%87%BA%E7%8F%BE%E5%85%A9%E9%A1%86%E6%96%B0%E7%94%9F%E8%A1%8C%E6%98%9F-DkyB08

[peter]

http://www.sci-news.com/astronomy/pds-70b-ultraviolet-image-09611.html

哈勃观察系外行星PDS 70b在聚集气体和尘埃时的成长情况
https://www.cnbeta.com/articles/science/1123063.htm

https://www.epochtimes.com/b5/21/5/3/n12921592.htm

[peter]

SEE  https://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=38&topic=35431.msg250896#msg250896

[peter]

兩行星共享軌道嗎

Can two planets share the same orbit? Theory says yes, but little evidence has been found until now.

Using ALMA Observatory  , in which ESO is a partner, astronomers have found the possible "sibling" of a planet orbiting a distant star 🪐🪐

The star in question is PDS 70, a young star hosting two planets: PDS 70b and PDS 70c. Astronomers have detected a cloud of debris that might be sharing the orbit of PDS 70b and which, they believe, could be the building blocks of a new planet or the remnants of one already formed. If confirmed, this would be the strongest evidence yet that two exoplanets can share one orbit

Imagine having two worlds that share the duration of the year and the habitability conditions.

To fully confirm their detection, the team will need to wait until after 2026, when they will aim to use ALMA  📡 to see if both PDS 70b and its sibling cloud of debris move along their orbit together.
https://www.eso.org/public/news/e

[peter]

罕見兩顆行星共用公轉軌道  _根據定義，行星會清除軌道上的其他天體，因此照理說不可能有這樣的狀況發生，然而卻有天文學家對此抱著存疑，經過長時間的觀察，終於在19日找到疑似兩顆行星共用同一條公轉軌道的證據 ， 西班牙天文學家在19日發現一片碎片雲，他們在碎片雲中發現系外行星PDS-70b旁有一個黑點，疑似是一顆與系外行星PDS-70b共用同一條公轉軌道，繞著恆星PDS70旋轉的天體，而恆星PDS70位於半人馬座，距離地球約370光年。他們推測，這該天體的質量大約是月球的兩倍，有可能是早期爆炸的行星所遺留的碎片，但也不排除是一顆正在形成的行星。馬德里天文中心研究員豪爾賀（Jorge Lillo-Box）指出，兩顆行星共用軌道的狀況就像是獨角獸一樣，「理論上他們是存在的，只是從來沒有被人發現。」其他天文學家也表示，最快要等到2026年才有辦法再繼續追蹤這兩顆天體。

天文學者奧爾嘉（Olga Balsalobre-Ruza）對此表示非常震驚，「二十年前就曾預測質量相似的成對行星可能圍繞其恆星，共享相同軌道，即所謂特洛伊行星或共軌行星，但這是我們第一次找到可以支持這個論點的證據

https://tw.news.yahoo.com/%E5%A4%A9%E6%96%87%E6%96%B0%E7%AA%81%E7%A0%B4-%E7%BD%95%E8%A6%8B%E5%85%A9%E9%A1%86%E8%A1%8C%E6%98%9F%E5%85%B1%E7%94%A8%E5%85%AC%E8%BD%89%E8%BB%8C%E9%81%93-093900827.html

[peter]

https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%85%B1%E8%BB%8C%E7%B5%84%E6%85%8B

在太陽系內已知有共軌衛星的行星只有土星，它有三組共軌衛星：
Tethys  , Dione  , Janus和Epimetheus


土星的衛星Tethys有兩顆特洛伊衛星 (Telesto和Calypso)

Dione也有兩顆特洛伊衛星 (Helene和Polydeuces)。
 https://en.wikipedia.org/wiki/Polydeuces_%28moon%29


https://www.reddit.com/r/Dione/comments/5h7rob/simulating_the_orbits_of_dione_and_its_trojan/



Janus和Epimetheus在相互接近時會交換軌道，詳細的說明請參見土衛十和土衛十一的軌道關係

https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/epimetheus_and_janus.html

[peter]

https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1373129.htm 

天文学家利用 66 架射电望远镜阵列发现了可能是第一个恒星周围有两颗系外行星共享同一轨道的例子。


二十年前，有人预测其他太阳系也可能有类似的构造，甚至可能有整颗行星共享相同的轨道。为了证实这一点，一个国际科学家小组成立了特洛伊项目，利用智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）收集来自非常年轻的矮星 PDS 70 的射电辐射，该星位于 370 光年外的半人马座。
他们发现了两颗名为 PDS 70b 和 PDS 70c 的木星外行星，这并不太寻常。然而，在PDS 70b旁边的特洛伊点上有一团碎片云，其质量大约是我们月球的两倍。

这团云到底是什么还不确定，但它可能是一颗正在形成的行星，也可能隐藏着一颗已经形成的行星。至于它是否真的与 PDS 70b 在同一轨道上，这一点在 2026 年之前还无法证实，因为届时这两个天体的轨道已经移动得足够远，可以绘制出它们的轨迹。

这项研究发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上，下面的视频讨论了外特洛伊系统。