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PSR B1620-26b

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PSR B1620-26b
画家笔下的 "PSR B1620-26b" 行星想像图
发现
发现者唐纳德·贝克
发现日期1996年
脉冲计时
轨道参数
半长轴23 AU
离心率0
轨道周期100 y (109500 d)
物理特征
质量2.5 MJ

PSR B1620-26b，是一颗脉冲星行星，也是首个被证实的。它环绕编号PSR B1620-26的脉冲星公转，该天体位于天蝎座，属于球状星团M4的一员，距离地球12,400光年。该行星曾被建议命名为“玛土撒拉”（Methuselah），但由于此名称通常不会用于天文学上，因此不被国际天文联会接受。

恒星系统

该行星环绕一个联星系统公转，其中一颗是中子星，另一颗则是白矮星，质量为太阳的0.34倍。两颗恒星的距离约1AU，它们互相公转的周期约为半年。而行星的质量约为2.5个木星质量，距离恒星约为23 AU，与天王星的日距差不多，其公转周期约为100年。[1]该天体系统位于球状星团的边缘，而该星团的估计年龄为127亿年。由于星团中各恒星的年龄相近，而行星多半是与恒星一起形成的，因此该行星的年龄也估计有127亿年。它是众多已知的行星中年龄最高的，差不多是地球年龄的三倍，因此曾被提议以圣经中一位长寿老人的名字“玛土撒拉”来命名。

行星的发现

行星在星团中的位置（图右绿圈示）

与不少太阳系外行星一样，PSR B1620-26b最初是以多普勒偏移的方式侦测，它的公转使地球上观测得的脉冲星自转周期出现改变。1990年代初，一支由贝克（Donald Backer）领导的小组对该现象作出研究，认为脉冲星出现的多普勒偏移，不只是单一颗未知伴星所造成，应该以第三颗天体的存在来解释。几年后，小组已量度出这颗未知的伴星为一颗白矮星，同时也计算出系统中第三颗未知天体的质量，发现其质量根本不足以成为一颗恒星，因此以行星存在来解释之，该结论于1993年由Stephen Thorsett等人宣布。[2]

除了行星的质量得以计算出之外，他们也同时推算白矮星的质量，又根据行星形成的理论，指出该颗白矮星仍然年轻及炽热。这些估计最后得以确认，并于2003年7月10日由Steinn Sigurdsson领导的小组对外宣布，这支小组使用了哈勃望远镜对该白矮星作出观测。在美国国家航空航天局的记者会上，他们表示拟把该颗行星命名为“玛土撒拉”。[3] [4]

演化

人们至今仍未知这颗行星的由来，但一般认为它原本是属于白矮星的，不可能属于中子星，因为这颗中子星在经超新星爆发后，恒星大部分物质在短时间内给炸掉，并塌缩为中子星，在这种情况下，行星定不能维持原来的轨道，因此该颗行星是连同所属的白矮星，一起给中子星的引力所掳获。[3] [5]

在太阳所属的银河系内，很少会发生两颗恒星在近距离相遇的情况，但这种情况在密集的星团内则常会发生。人们认为原来的两个系统分散在星团中。这颗中子星诞生时为年轻的脉冲星，其脉冲周期以秒计算。在大约100亿年前，这颗中子星与该行星原来的主星近距离相遇，并将之掳获，而中子星原来的伴星可能于这段期间逐步脱离中子星的引力束缚而遁入星团中。至大约五亿年前，这颗被掳获的恒星开始膨胀成红巨星（参阅恒星演化论）。

PSR B1620-26b的演化过程

人们相信，在红巨星膨胀期间，它逐步接近并突破了洛希瓣（Roche lobe），使它的外层物质被中子星主星吸走。因为该中子星吸取了其红巨星伴星上的外层物质，使得其质量增加，因而星体本身持续塌缩，自转速度会越来越快，每秒钟动辄可旋转数百次，这些短周期的脉冲星被分为毫秒脉冲星。这颗中子星的脉冲周期短至数毫秒，为连星系统的物质转移提供了有力证据。因为理论上，这么古老的星团中，中子星都应该是旋转极为缓慢的。

这些被吸走的物质又出现了复杂且壮观的效应，其中子星自转速度给加快，又透过角动量的转移，这些物质被加热至能放出X射线的温度，使系统在数亿年间，成为“低质量X射线连星”。

当可吸的红巨星物质全被中子星吸走后，便开始塌缩成为白矮星，两颗恒星相安无事地旋转。现时该系统正缓缓地朝著星团中央的方向迈进，那里的恒星多拥有很大的质量，预计在10亿年内，该系统很大机会将与其他恒星相遇，这种情况大多数会把最轻的天体从系统中逐出，假若真的发生，这颗行星会被逐出M4星团之外，成为在宇宙中流浪的星际行星。

参考文献

  1. ^ Notes for star PSR B1620-26. The Extrasolar Planets Encyclopaedia. [2006-05-07]. （原始内容存档于2012-03-13）. 
  2. ^ Thorsett, S.E.; Arzoumanian, Z.; Taylor, J.H. PSR B1620-26 - A binary radio pulsar with a planetary companion?. Astrophysical Journal Letters. 1993, 412 (1): L33 – L36. 
  3. ^ 3.0 3.1 Sigurdsson, S.; Richer, H.B.; Hansen, B.M.; Stairs I.H.; Thorsett, S.E. A Young White Dwarf Companion to Pulsar B1620-26: Evidence for Early Planet Formation. Science. 2003, 301 (5630): 193 – 196 [2006-08-29]. （原始内容存档于2006-09-12）. 
  4. ^ Oldest Known Planet Identified. HubbleSite. [2006-05-07]. （原始内容存档于2008-05-17）. 
  5. ^ Ford, E.B., Joshi, K.J., Rasio, F.A., Zbarsky, B. Theoretical Implications of the PSR B1620-26 Triple System and its Planet. The Astrophysical Journal. 2000, 528: 336 – 350 [2006-08-29]. （原始内容存档于2001-07-23）.  (preprint)

其他网上资源

参看

外部链接

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