克卜勒太空望遠鏡，在巨蟹座又發現新的系外行星

2020-10-18 博科園

長期以來，人們一直夢想著遙遠的行星，但直到目前，科學家們才能夠識別出數千顆新的系外行星，並越來越多地了解它們的樣子。現在美國宇航局克卜勒太空望遠鏡在巨蟹座發現了一顆新的系外行星恰巧的時間安排和這顆行星奇特的軌道模式，芝加哥大學科學家們能夠比迄今為止任何一顆都小的行星，更精確地計算出它的質量。第一作者、研究生亞倫·哈曼說：這完全出乎的意料，起初認為數據有問題，但當仔細觀察時，發現問題非常明顯。

這顆恆星周圍有兩顆行星，它們相互作用非常強烈，這讓科學家能夠以破紀錄的精度計算它們的質量。克卜勒計劃於2009年3月發射，其目的是專門尋找系外行星——在遙遠星系中圍繞恆星運行的行星，其中一些可能孕育著生命。科學家們梳理了觀測數據，尋找可能表明行星存在的遙遠恆星周圍的異常現象。Daniel Fabrycky教授是一位奇特系外行星的獵人，他對包含五到七顆行星的複雜系統中的行星進行了稱重，並梳理出四顆行星之間的軌道相互作用。

這四顆行星被鎖定在軌道上，它們之間的相互作用比任何其他系統都要緊密。遙遠的行星太小，無法用望遠鏡觀測到，所以這種系外行星搜尋者尋找它們的主要方法是，當一顆行星經過一顆恆星時，光線會發生非常微弱的變暗。克卜勒第一次觀察到這顆名為K2-146的冷恆星時，科學家們發現其中一顆行星呈現出不規則的調光模式。但仔細研究了克卜勒望遠鏡數年後的第二和第三次觀測數據後，研究小組證實，這種不規則現象是由第二顆行星造成，第二顆較小系外行星繞著第一顆行星的軌道運行。

當這兩顆系外行星擦肩而過時，它們的速度會稍稍加快：這是一種迷你引力彈弓效應。在太陽系中也有類似的現象，海王星也是以同樣的方式被發現的。科學家們注意到天王星奇怪地繞軌道運行，並推斷是一顆新行星導致了海王星的直接發現。但K2-146的行星在已知系外行星中是極端的，這兩顆行星都在幾天內圍繞太陽旋轉：較大的行星平均3.99天，較小行星平均2.66天。因為它們的軌道周期很短，而且引力效應很強，所以當觀察它們時，軌道會發生劇烈的變化。

給你一種感覺，地球的一年有365天，但這些行星的年份會明顯變短或變長，這就好像你的生日有時會比你通常預期的早一個月或晚一個月。科學家在第一次穿越中沒有清楚地看到第二顆行星，因為它沒有在正確的時間出現在恆星前面，但是在第二次和第三次穿越中，這兩顆行星的舞蹈使它們發生了位移，所以都清晰可見。研究系外行星組成的助理教授萊斯利羅傑斯(Leslie Rogers)幫助猜測，這些行星可能有一個巖石內核，裡面有足夠厚的氣體大氣層，足以遮擋陽光。

正常情況下，離太陽這麼近的行星的大氣層會被太陽風帶走，這兩顆行星都不適宜居住：溫度可能接近600華氏度。更讓科學家們感到幸運的是，克卜勒恰好在凌日過程中的關鍵時刻觀測到了這個系統。在最完美的時間捕捉到了它，這樣就可以把它的測量精度提高到3%，即使只觀察了相對較短的一段時間。需要一顆行星的質量來了解開它的重力，所以有這樣一個精確的質量可以幫助解釋大氣應該是什麼樣的。這一發現對於指導未來的系外行星搜索具有重要意義。

博科園｜研究/來自：芝加哥大學

參考期刊《arxiv》

Cite: arXiv:1907.10620

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