云南天文台通过潮汐作用修正恒星年龄

来源：科技日报
时间：2023-08-21 17:24:54

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记者20日从中国科学院云南天文台获悉，该台恒星物理组近期通过恒星与行星潮汐相互作用，实现对热木星系统恒星自转周期的修正，从而由自转与年龄的关系，得到更准确的恒星年龄。相关成果发表在国际期刊《天文和天体物理研究》上。

热木星是公转轨道极为接近其宿主恒星的类木行星，其质量比太阳小很多，表面温度非常高，可以达到1000至4600摄氏度。近距离热木星与其主星的潮汐相互作用不可忽略。一方面，热木星对主星的潮汐作用，可使主星自转加速；另一方面，潮汐作用会使热木星的轨道发生衰减，从而向主星迁移。

云南天文台博士研究生郭帅帅在其导师郭建恒研究员指导下，利用恒星演化程序MESA上建立的潮汐相互作用模型，在较大参数空间上进行模拟，探讨了不同初始参数下热木星对恒星自转的影响。

研究人员构建了0.8-1.3倍太阳质量和0.1-13.0倍木星质量的恒星-行星相互作用模型数据库，同时还考虑了不同恒星金属丰度、初始轨道距离、初始恒星自转周期和潮汐质量因子的情况。通过对模型数据库进行分析，他们发现对于质量较小、金属丰度较高的恒星，行星吞噬导致的恒星旋转周期变化在行星被吞噬后会迅速消失；相反，质量较大、金属丰度较低的恒星，在较大初始自转周期和行星质量下，更容易产生更明显的周期变化，并且行星吞噬影响持续时间更长。

ASP-19是一颗位于船帆座的12.3等恒星，其附近发现一颗距离很近、质量与木星相当的凌日热木星WASP-19b。对该热木星的模拟研究中，不同初始恒星自转周期对系统演化影响较小，研究人员估计了系统的潮汐质量参数和初始轨道半长轴。在极端情况下使用自转-年龄关系，会导致实际年龄超过100亿年的WASP-19的年龄，被错误地估计为小于2.2亿年，这可能导致一颗非常老的恒星被错误地估计为非常年轻。因此研究认为，对近距离热木星系统而言，使用自转与年龄关系时需要谨慎。

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