「三陽耀日」下的系外行星LTT 1445Ab
圖1 在地球上獨自閃耀的太陽。圖源:zol。
我們的太陽猶如恆星中的一隻孤狼,獨自閃耀。但在更廣闊的宇宙中,很多恆星其實是與其他恆星聚在一起,並圍繞著引力中心旋轉著的。在這樣的某種三星系統中,天文學家們意外發現了一顆系外行星。
圖2 系外行星「Kepler-62f」擁有高濃度二氧化碳大氣層,其表面可能存在液態海洋。圖源:ji-qi。
這顆系外行星圍繞著22.5光年之外的構成了LTT 1445系統的三顆紅矮星的主星運轉,因此它被命名為:LTT 1445Ab。
圖3 三星系統印象圖。在《星球大戰》中,行星「塔圖因」圍繞著一個雙星體系運轉,而LTT 1445Ab則圍繞著一個由三顆紅矮星組成的三星體系運轉。圖源:baijiahao。
「如果你站在那顆行星的表面上,你將會看到天空中有三個太陽,其中兩個離得很遠,所以看起來很小。」哈佛-史密森尼天體物理中心的天文學家詹妮弗·溫特斯向《新科學家》雜誌社介紹道,「它們就像天空中的兩隻有不祥預兆的紅眼睛一般,默默俯瞰著大地。」
圖4 三星系統想像圖。從星球表面上看,天空中出現了三個太陽。圖源:sohu。
這顆行星是由美國宇航局(NASA)用來搜尋行星的太空望遠鏡TESS發現的。通過探測到行星擋住恆星的一小部分光線時的「減弱」的信號,該望遠鏡可用於尋找系外行星。
圖5 使用太空望遠鏡TESS進行行星探索。圖源:163。
信號減弱程度會受到來自行星引力的微弱影響(行星引力可用其他望遠鏡探測到),恆星也會受行星引力牽引有小幅度運動,而這些皆有利於科學家合理推測該行星的大小和質量。
研究發現,LTT 1445Ab與2016年發現的另一顆有三個太陽的系外行星HD 131399Ab並不相同。與前者相比,後者是一顆巨行星,每550年左右會繞著距地球340光年外的三星系統中的一顆恆星旋轉一圈。
圖6 歐洲南方天文臺的SPHERE設備所拍到的三星系統影像。靠近圖片中心的小光點為行星HD 131399Ab,它繞著系統中質量最大的恆星HD 131399A旋轉。右下兩個光點是另外兩顆質量較小的恆星(HD 131399B和C)。它們在相互繞轉的同時,也繞著恆星A旋轉。圖源:ESO/K。
反觀LTT 1445Ab,從大小上看,這顆系外行星僅比地球大1.35倍,但它的質量是地球質量的8.4倍,所以它的密度還是比地球密度大得多。
儘管基於這種規格的體積和質量,它被劃分為巖石行星——如同地球、金星和火星那樣的行星,而不是「氣態球」或「冰球」。值得一提的是,這些「氣態球」或「冰球」內雖然有各種各樣相當壯觀的景色,但它們的宜居可能性卻相當低。
這顆系外行星每5.36個地球日就會繞著恆星旋轉一圈。由於離它的「太陽」比較近,因此其表面溫度可達到428開爾文(即155°C或311°F)。
即便如此,天文學家們仍有興趣繼續研究下去。這是因為,LTT 1445Ab可能有大氣層,而這樣的能繞恆星公轉的有大氣層的巖石行星,正是天文學家們測試用來尋找氣體(如甲烷和二氧化碳)的探測工具的好地方。
有大氣層的行星不僅會使來自恆星的光線變弱,還會因其大氣層的化學成分進一步改變這些光線的參數。也就是說,科學家可以通過分析恆星光譜的變化,進一步拼湊還原出該行星的化學成分。
近幾年流行的技術手段都不大適合做這個,但科學家們還是對哈勃太空望遠鏡的繼任者——詹姆斯韋伯太空望遠鏡抱有很高的希望。它將於2021年發射升空,因此天文學家們正緊張甄選著他們想要它去探測研究的目標。
對此,LTT 1445Ab是一個很不錯的候選者。這是因為,它可以經常入鏡,所以會有很多觀測它的機會。而且,它離我們只有22.5光年遠,在宇宙尺度上,離地球也不算遠了。另外,其紅矮星亮度足以照亮大氣層,但又不足以超過這顆行星的亮度。這些特點都利於觀察該行星。
圖7 圍繞著紅矮星運行的系外行星。圖源:baike。
進一步地,即使是沒有大氣層,或者大氣層中沒有生物信號的巖石類行星,在圍繞紅矮星的近距離軌道上也很可能被探測到。所以,通過LTT 1445Ab的細緻觀測,可以告訴我們更多的我們在這類行星上可發現的東西。
作者: MICHELLE STARR
FY: 解茫號
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