恒星—行星潮汐演化研究出现重要进展

科技日报记者 赵汉斌

记者14日从中国科学院云南天文台获悉，该台研究人员与合作者关注恒星自转速率与行星轨道速率长期同步的现象，并取得了重要进展。国际天文学杂志《皇家天文学会月刊》发表了相关成果。

恒星自转速率与行星轨道速率长期同步的现象，在公转轨道极为接近其宿主恒星的类木行星——即热木星的演化过程中，是一个相当独特且引人注目的阶段。此前，天文学家在一些恒星附近发现了质量非常大的热木星。这些密近巨行星和宿主恒星之间，有很强的潮汐作用。研究表明，在某些特殊的演化阶段，行星的轨道周期可与恒星的自转周期相等，并维持很长的时间，呈现出长期双重同步的状态。这一现象受到了天文学家的广泛关注。因为同步轨道的存在，可以显著延缓行星系统的潮汐演化，并延长行星的寿命，否则行星会在潮汐力的作用下坠入其主星。

243颗观测系统所处的演化状态示意图。当系统位于图中的实线上方时，可维持长期双重同步。 云南天文台供图

云南天文台恒星物理研究团组博士生郭帅帅与导师郭建恒研究员及其他合作者协作，结合恒星演化和恒星—行星系统的潮汐作用，发现当质量较大的密近行星围绕着比太阳质量更大或金属丰度更低的宿主恒星绕转时，一旦在恒星自转速率与行星轨道速率同步，双重同步现象就更易发生。这种双同步，可以延长行星的生存时间。

随后，研究人员进一步对243个主星为F和G型，且具有相对完整的观测参数的恒星—行星样本作了研究，识别了可能处于长期双重同步状态的系统，并预测了将来哪些系统可能会出现这种现象。这一重要发现，为寻找处于双重同步状态的行星系统提供了理论约束，还为密近巨行星的演化提供了理论解释。