在完美潮汐风暴中发现辐射系外行星

潮汐力会导致系外行星表面辐射热量吗?这是《天文学杂志》接受的一项研究希望解决的问题，国际研究人员团队使用从地面仪器收集的数据来确认系外行星系统中存在第二颗系外行星HD104067，并使用NASA的凌日系外行星勘测卫星(TESS)任务旨在确定额外的系外行星候选者。该研究可在arXiv预印本服务器上获取。

与其他两颗相比，这颗系外行星的轨道位于最内层，其独特之处在于，外侧两颗系外行星所表现出的潮汐力可能会导致候选系外行星的表面辐射，其表面温度高达2,300摄氏度(4,200度)华氏度)，研究人员将其称为“完美的潮汐风暴”。

《今日宇宙》与加州大学河滨分校行星天体物理学教授、该研究的主要作者斯蒂芬·凯恩博士讨论了这项出色的研究，讨论了该研究背后的动机、重大结果、“潮汐风暴”方面的意义，如下的研究，以及该系统对研究其他系外行星系统的影响。那么，这项研究背后的动机是什么?

“这颗恒星(HD104067)是一颗已知在55天轨道上拥有一颗巨大行星的恒星，我长期以来一直对已知系统着迷，”凯恩博士告诉《今日宇宙》。“当TESS检测到一颗可能在2.2天轨道上凌日地球大小的行星(TOI-6713.01)时，我决定进一步检查该系统。我们收集了所有RV数据，发现在13天的轨道上还有另一颗(天王星质量)行星。所以，它从TESS数据开始，然后我们研究得越多，这个系统就变得越有趣。”

凯恩博士的系外行星研究历史涵盖了无数的太阳系架构，特别是那些包含高度偏心系外行星的架构，还包括系外行星在系统内得到确认后的后续工作。最近，他是一项研究的第二作者，该研究讨论了HD134606系统中修改后的系统架构，并在该系统中发现了两个新的超级地球。

在这项最新研究中，凯恩博士和他的同事使用了来自高精度径向速度行星搜索器(HARPS)和高分辨率阶梯光栅光谱仪(HIRES)地面仪器以及上述TESS任务的数据，以确定两者的特性和参数母恒星HD105067以及绕其运行的相应系外行星。但是，正如凯恩博士提到的，除了在系统内发现其他系外行星之外，这项研究最重要的结果是什么?

凯恩博士告诉《今日宇宙》，“我们工作中最令人惊奇的结果是，系统的动力学导致2.2天的周期经历巨大的潮汐效应，类似于木卫一经历的情况。但在这种情况下，TOI-6713.01经历了潮汐能比木卫一多1000万倍，导致表面温度达到2,600K[2,300摄氏度(4,200华氏度)]，这意味着这颗行星实际上会在光波长下发光。”

木星的卫星木卫一是太阳系中火山活动最活跃的行星，它是由木星在木卫一略偏心(拉长)轨道上的巨大引力引起的潮汐加热产生的，持续了1.77天。这意味着木卫一在某些点靠近木星，而在其他点远离木星，分别导致木卫一压缩和膨胀。

数百万年来，木卫一内部持续的摩擦导致其核心升温，导致木卫一表面形成数百座火山，但也没有可见的撞击坑。正如凯恩博士提到的，这颗新的系外行星候选者“经历的潮汐能是木卫一的1000万倍”，这可能会引发有关其自身火山活动或其他地质过程的更多问题。那么，TOI-6713.01的“潮汐风暴”方面有何意义呢?

凯恩博士告诉《今日宇宙》，“TOI-6713.01之所以经历如此强大的潮汐力，是因为外侧两颗巨行星的偏心率，迫使TOI-6713.01也进入偏心轨道。因此，我称该行星为被捕获在一场完美的潮汐风暴中。”

HD104067系统的两个外侧巨型系外行星迫使最内侧的TOI-6713.01陷入“完美潮汐风暴”，这有点让人想起木星的前三颗伽利略卫星木卫一、欧罗巴和木卫三，它们在整个轨道上相互之间的引力效应。

然而，也存在一些差异，因为木星的巨大引力是驱动木卫一火山活动的主要力量，并且所有三颗卫星都处于所谓的轨道共振状态，这意味着轨道彼此成比例。例如，木卫一每四个轨道就有两个木卫二轨道和一个木卫三轨道，使它们的轨道共振为4：2：1，这导致每个卫星相互之间产生规则的引力影响。

因此，TOI-6713.01上的潮汐风暴是由两个外围巨星的偏心率引起的，这与木卫一、木卫二和木卫三之间的关系相比如何?

凯恩博士告诉《今日宇宙》，“伽利略卫星的拉普拉斯共振创造了一种特别强大的结构，内部三颗卫星的规则排列定期迫使木卫一进入偏心轨道。HD104067系统没有共振，但仍然能够由于b和c行星质量如此之大，因此产生动力配置，因此更多的是迫使内部凌日行星进入偏心轨道的“蛮力”效应。”

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