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“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

来源:www.91gps.cn 点击:1940

在开普勒计划的数据中发现了一个河外行星,并已被包含在星际望远镜的“寻找地球大陆行星”任务中。新的行星开普勒-78b是第一个被发现包含陆地岩石的地球大小的外星球。然而,它与地球的相似之处仅仅是那个。开普勒-78b以8.5小时的周期在150万公里的距离围绕中央天体旋转,使自己变成一个燃烧的地狱,不像我们想象的那样适合人类的生存。

“我们听说太阳神彗星在2013年非常接近太阳,”夏威夷大学马诺阿天文学研究所的安德鲁霍华德说。 “彗星ISON靠近太阳,靠近开普勒-78b和中央天体,因此开普勒-78b在其整个生命周期中就像一个阳光普照的星球。”

Howard是《自然》发表的关于发现这颗行星的两篇论文的第一作者。他通过媒体网络现场介绍了他的发现。

“这是一个不应该存在的行星,”天文学家大卫莱瑟姆补充道。大卫是哈佛 - 史密森尼天体物理中心(CfA)的天文学家,他还在网上直播中展示了他的发现。

开普勒-78b的大小是地球的1.2倍,直径为14,800公里(9,200英里),是地球质量的1.7倍。因此,天文学家指出它具有与地球相似的密度,也就是说,它具有与地球相似的铁和岩石成分。已经发现了一些与地球大小或质量相似的行星,但是开普勒-78b是第一颗质量和体积与地球相似的行星。有了这两个量,科学家就可以测量它们的密度并确定行星的成分。

图形:天文软件Celestia模拟开普勒78和78b

开普勒-78b的中央主体略小于太阳,质量较差。它位于距离地球400光年的天鹅座。

然而,接近天体中心的开普勒-78b轨道对天文理论家提出了挑战。根据行星形成的主流理论,这个行星不能如此靠近中心天体,它更不可能移动到那里。回到行星系统形成的那一刻,年轻的中央天体比现在更大。因此,开普勒-78b的轨道应该位于其扩展的中心体内。

情节:这张照片显示了开普勒-78b的轨道平行于中心天体,它在8.5小时的周期内以不到100万英里的距离绕行星运行。这个长度只是行星中心的行星半径的2.7倍,或者只是地球表面的1.7倍。大卫阿吉拉尔(CfA)

“这不可能在这里形成,因为你无法在天体内形成行星,”CfA的团队成员Dimitar Sacerov说。 “它不可能在天体中心之外形成,然后向内移动。因为如果你真的想要移动,它肯定会从头到尾移动。这个星球充满了神秘感。”

霍华德支持的一点是,这颗行星由前天然气行星的剩余核心材料组成,但是存在一些问题。 “我们仍然不知道这个星球的起源是什么,”霍华德说。

然而,两个行星探测队都认为这个星球的发现预示着未来发现了一个宜居的星球。

这两个独立的调查团队使用了地面望远镜来继续确定、描绘Kepler-78b的种种特征。由霍华德领导的团队使用着在莫纳克亚山顶的W.M.凯克天文台,而由弗朗西斯科?培培领导的瑞士日内瓦大学的团队,在加纳利群岛中拉帕尔马岛的Roque de los Muchachos天文台开展地面工作。

为了确定行星的质量,这些团队使用了径向速度方法来测算一个绕轨道旋转的天体被中心天体引力牵拉的力有多大。另一方面,这个行星通过被监测其经过中心天体时遮挡了多少星光,从而确定了其半径大小。

“确定一个地球大小的行星的质量在技术上是一件令人望而却步的事,”霍华德在网络直播中说道,并且解释了他们如何在W.M.凯克天文台使用了HIRES(高分辨率阶梯光栅光谱仪)。“我们将HIRES使用到了它的极限。观察很艰难,因为这颗行星相比我们的太阳来说年轻得就像星点(就像太阳上面的太阳黑子)。我们必须把那些星点移出我们的数据中。但因为这颗行星一周期为8.5小时,所以我们能够在一晚上观察它的一整个周期。我们很明确的看到这颗星的显着标志,并且我们在8个不同的晚上都观察了它。”

来自CfA的戴维?阿吉拉尔说两个团队都知道对方在研究这个天体,但为了不互相影响,他们没有互相比较两者的工作,直到两个团队即将提交研究论文。“两个团队最终得出同样的结果,这是很鼓舞人心的一件事。”阿吉拉尔说。

霍华德也认为给相同的目标设置两个独立小组很好。“我们不需要去等待关于这个行星更多的证据,因为我们两个团队在互相求证,”他说。“在科学方面这已经很不错了。”

第二个团队的弗朗西斯科?培培说他们因为使用了一对最初的HARPS(高精度径向速度行星搜索器)而受益,HARPS已经发现了近乎200个外星天体。“位于拉帕尔马岛的HARPS北部部分和它的另一部分一样有相同的精度和效率,”培培在网络直播中解释道,“并且我们决定保证有充足的时间去追踪来自Kepler-78b的外星物质。我们对我们的观察策略持乐观态度,并且我们期待着未来几年有更多来自这个机器的证据事实。”

对于Kepler-78b来说,这是已经注定了的命运。引力潮汐将要持续牵引着它更加接近中心天体。最后它将会移动得很近以至于中心天体的引力将要把整个星球撕裂。理论学家预测这个行星即将在300万年内消失。有趣的是,天文学家说,我们的太阳系本来也可以有一个像Kepler-78b这样的行星。如果真的有过的话,这个行星很久以前也已经毁灭了,并且没有给当今的天文学家留下任何痕迹。

相关天文知识

开普勒78b(Kepler-78b,原始编号KIC b)是一颗环绕恒星开普勒78的太阳系外行星。

开普勒78b是天文学家于2013年分析开普勒空间望远镜拍摄影像时发现的。而发现它的方式并非只有凌星法,并且因为轨道位置造成的行星掩星和自行星表面反射的母恒星光线也被观测到。该行星因为周期很短,天文学家首先以电脑分析资料时未能发现到它,因此开普勒78b没有 KOI(Kepler Object of Interest)目录的编号。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. universetoday-江海凝清光

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