
图片来源:W. M. Keck天文台 / 亚当·马卡连科
北大西洋大学团队首度揭示外行星与棕矮星“转速”差异,为分类提供新钥匙
一项利用Keck望远镜高分辨光谱的突破性研究显示,巨型行星的自转速度明显快于其同等质量的棕矮星,暗示两者形成过程不同。
通过一项全新的光谱学调查,北西方大学(Northwestern University)研究团队首次将巨型行星与棕矮星的自转速度进行大规模对比,并发现两者存在显著差异。该研究2026年3月发表在《天文学杂志》(The Astronomical Journal)上,标志着迄今为止对直接成像外行星与棕矮星自转速度的最大规模调查。
“自转是行星形成的化石记录。” 该研究的负责人、北西方大学交叉学科探索与研究中心(CIERA)博士后 Chih‑Chun “Dino” Hsu 在接受采访时表示,“通过测量这些遥远世界的旋转速度,我们能够重新拼凑数千万年前塑造它们的物理过程。”
研究亮点自转速度差异明显
通过Keck天文台的KPIC(Keck Planet Imager and Characterizer)仪器,团队对6颗巨型外行星与25颗棕矮星进行高分辨光谱观测。
结果显示,巨型行星的自转速度约为其“破碎速度”(理论上物体因离心力而解体的极限速度)的更大比例;相反,棕矮星则自转更慢。
形成机制的不同
研究指出,巨型行星主要在围绕年轻恒星的气体与尘埃盘中形成,盘中相互作用可保留大量角动量。
棕矮星既可如恒星般通过气体云坍缩形成,也可如行星般形成;但其强磁场与周围气体的相互作用使其自转角动量显著损失。
质量与比例的重要性
对比 HR 8799 系统中的一颗巨型行星(质量约为木星的七倍)与一颗更大质量的棕矮星(约为巨型行星的三倍),后者自转速度仅为前者的六分之一。
结果表明,行星质量以及行星质量与宿主恒星质量之比共同决定了最终的自转速率。
研究团队Chih‑Chun “Dino” Hsu – 博士后,北西方大学 CIERA
Jason Wang – 助理教授,北西方大学 Weinberg 文理学院,CIERA 成员
该团队利用北西方大学与Keck天文台的合作关系,获得了多晚观测时段,完成了前所未有的大规模光谱观测。
未来展望Hsu 透露,研究团队计划进一步扩展研究范围:
无宿主星的流浪行星:测量这些漂浮在太空中的“游荡者”的自转速率。
行星大气成分:在更大样本中探究化学组成与自转速率之间的关联。
随着更先进仪器和更大望远镜的投入,将能观测更多遥远世界,深化对行星形成、化学演化与自转关系的理解。
“我们才刚刚开始探索行星自转能告诉我们什么。” Hsu 说,“凭借未来的仪器与更大望远镜,我们将能够测量更多世界的自转,并将旋转、化学与形成历史联系起来。”
勇编撰自论文"Distinct Rotational Evolution of Giant Planets and Brown Dwarf Companions".The Astronomical Journal.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。