我的雙太陽:新系外行星的發現包括一個圍繞雙星執行的世界

來自世界各地的頂尖行星獵人宣佈發現了約 75 顆系外行星,並暗示還有更多


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已知散佈在星系中的數百個遙遠世界,有的巨大,有的渺小,為獵尋它們的科學家提供了足夠的興趣。但由於本週公佈了一顆新發現的圍繞兩顆太陽執行的行星的訊息,十幾個新發現的“超級地球”,以及強烈的跡象表明銀河系是無數等待發現的行星的家園,行星目錄的規模已經變得更大、更多樣化。

來自全球的 350 多名研究人員聚集在懷俄明州大提頓國家公園舉行的極端太陽系(ESS)II 會議上,分享他們對這些新發現的系外行星(或我們太陽系之外的行星)的發現,這些行星的大小和配置各異。

最新一批系外行星中最奇特的是擁有兩顆太陽的世界,就像《星球大戰》中的塔圖因或《神秘博士》中的加利弗雷。這顆名為開普勒 16 b 的行星,以發現它的 NASA 開普勒航天器命名,圍繞著一對緊密結合的雙星執行;行星寬闊、近乎圓形的軌道使其遠離恆星的軌道舞蹈。這個三人組不是唯一已知的所謂的環雙星系統,但它是研究人員能夠如此精確地測量恆星和行星的特性,並且是第一個行星被直接探測到而不是推斷出的系統。[閱讀更多關於開普勒發現的其他行星的資訊。]

由加利福尼亞州山景城 SETI 研究所的勞倫斯·道爾領導的研究人員在 ESS 會議上宣佈了這一發現,並在加利福尼亞州舉行了 9 月 15 日的新聞釋出會,其中包括來自《星球大戰》製作方盧卡斯電影公司的視覺效果主管。道爾、哈佛-史密森天體物理中心(CfA)的約書亞·卡特和他們的同事還在 9 月 16 日出版的《科學》雜誌上描述了開普勒 16 系統。

開普勒 16 b 在尺寸和質量上讓人想起土星,但密度略高,這意味著它的成分更偏向於比氫和氦更重的元素。這顆巨行星每 229 個地球日圍繞其母星執行一次。與開普勒 16 b 一樣令人好奇的是,容納它的雙星系統也值得注意。兩顆恆星中較小的那顆質量只有我們太陽的五分之一,這使它成為物理特性眾所周知的最小的主序星。

“我們認為我們長期以來了解恆星演化,但是當到達主序的末端時,”資料與模型不符,道爾說。“現在任何關於‘你測量得不好’的藉口都消失了。這個,我們搞定了。”

天文怪咖並不是 ESS 會議上開普勒任務的唯一新聞。CfA 研究生兼開普勒團隊成員莎拉·巴拉德於 9 月 12 日描述了一對新發現的圍繞恆星開普勒 19 執行的行星。

開普勒 19 b 的直徑只有地球的兩倍,是迄今為止已知的最小系外行星之一。但這可能是一個悲慘的地方:距離其主星僅 1350 萬公里,行星表面很可能高達 480 攝氏度。

開普勒航天器透過觀察行星在前方經過或“凌日”時使主星的光線變暗來探測像開普勒 19 b 這樣的行星。通常,這些凌日會像天體時鐘一樣以有規律的間隔發生,但是開普勒 19 b 凌日時間的不規則性表明另一半行星的影響——一顆更大、看不見的行星也圍繞開普勒 19 執行並擾亂其鄰居的運動。

“這是未知的領域,”巴拉德說。她說,這是第一次利用凌日發生時間異常來對發現外星世界提出確鑿的主張。巴拉德指出,看不見的行星開普勒 19 c 仍然很神秘,並補充說它“可能是一顆在 5 天軌道上執行的岩石行星,也可能是一顆在橢圓形的 100 天軌道上執行的氣態巨行星”。

開普勒絕不是本週在懷俄明州會議上取得成功併成為新聞的唯一行星探測活動。一項基於英國和西班牙機構的搜尋“行星廣角搜尋”(WASP)報告說發現了大約 20 多顆新行星。而來自高精度徑向速度行星搜尋器(HARPS)的歐洲團隊則有更大的收穫要揭曉。

新的 HARPS 資料表明,星系中數百億顆黃橙色恆星中的大多數似乎都有行星可以圍繞其執行。之前的 HARPS 結果表明,這些恆星中多達一半可能擁有行星,但一項新的統計分析顯示,這個百分比甚至更高,約為 70%,瑞士日內瓦天文臺的弗朗切斯科·佩佩在 9 月 12 日宣佈 HARPS 結果的新聞釋出會上說。

HARPS 團隊宣佈了大約 50 顆新行星,其中 16 顆是超級地球——比我們自己的行星大但小於海王星或天王星的行星。統計模型表明,每 10 顆恆星中就有 4 顆擁有超級地球。新發現的 HARPS 行星之一 HD 85512 b 在宜居帶的邊緣執行,宜居帶是圍繞恆星的溫帶區域,那裡的溫度可以支援液態水,甚至可能存在外星生命。

HARPS 是一種測量行星引力對其主星造成的擺動的儀器,因此可用於估算行星的質量。它無法測量行星的直徑,因此研究人員說,這些“超級地球”可能是像海王星一樣大而氣態的,或者像地球一樣小而岩石的。

CfA 的大衛·萊瑟姆說,研究超級地球是行星科學的一個特別富有成效的領域,他沒有參與 HARPS 的工作。“這是我們自己的系統中沒有的一種行星,”他說。事實上,超級地球的存在只是在過去幾年才被發現。

在超級地球、環雙星行星和數十個其他新發現之間,研究人員現在正以空前的數量發現系外行星。“我們確實處於發現新世界的時代,”德國海德堡馬克斯·普朗克天文研究所和 CfA 的麗莎·卡爾特內格在新聞釋出會上說。

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