作者:孝文 来源:新浪环球地理 发布时间:2010-2-10 13:23:15
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天文学家发现“超级地球”为首颗新类型系外行星

“超级地球”或是新行星类型与木卫一更相像(图片提供:NASA/JPL)
 
北京时间2月9日消息,据美国《国家地理》网站报道,天文学家在2009年发现了一颗表面遍布火山的岩质系外行星,并将其命名为“CoRoT—7b”。天文学家认为CoRoT—7b是迄今太阳系外最像地球的行星。然而,最新一项研究表明,地球可能并不是CoRoT—7b的最佳参照物。研究人员认为,CoRoT—7b其实是第一颗新类型的系外行星:超级木卫一(super—Io)。
 
潮汐非唯一热源
 
据领导实施这项研究的美国华盛顿大学天文学家洛里·巴恩斯(Rory Barnes)介绍,与木星的卫星木卫一一样,CoRoT—7b很容易处于适当的轨道,体验所谓的潮汐加热现象。在木卫一上,潮汐加热现象是因木星引力的推拉作用令其地壳不断变形所致。巴恩斯表示,这种活动产生了足够的热量,为数百座活火山提供了能量,CoRoT—7b同样存在这种情况。
 
与木卫一不同的是,CoRoT—7b紧靠一颗恒星而非行星轨道运行,所以,潮汐并不是这颗系外行星的唯一热源。基于以前的大量观测,天文学家认为CoRoT—7b表面温度在1832至2732华氏度(1000至1500摄氏度)之间。巴恩斯说,表面温度如此之高,CoRoT—7b一定会有“熔岩池塘甚至是熔岩海洋”。
 
科学家还了解到,CoRoT—7b有潮汐锁定现象,所以,有一面总是面向恒星。所谓潮汐锁定,是指一个天体绕另一个天体公转时,会产生潮汐摩擦,让自转减慢,到了最后会以同一面持续面对另一天体的状态。巴恩斯说:“这颗行星的背面可能存在火山活动。根据我们的猜测,CoRoT—7b的一面表面已经熔化,另一面则是剧烈的火山活动。”
 
相当于两个地球大小
 
CoRoT—7b是天文学家利用以法国为首的行星寻找任务CoRoT发现的。CoRoT任务旨在探寻天体从恒星前面经过(即穿越)时引起的星光周期性微降现象。当发现CoRoT—7b的消息在2009年2月宣布时,天文学家将其称为是迄今发现的绕类日恒星运行的最小系外行星。
 
根据CoRoT—7b的穿越,天文学家可以知道,这颗行星大概相当于两个地球大小。地球的直径约为7920英里(12760公里)。木卫一的直径约为2260英里(3630公里)。后续研究测量了CoRoT—7b的质量和密度,证实它是一颗岩质行星。基于这些特征,CoRoT—7b被称为“超级地球”。
 
这一术语被用来依据系外行星与太阳系内天体的相似程度,对它们进行非正式分类,比如“炽热木星”、“超级海王星”等。在最新研究中,巴恩斯和同事根据CoRoT—7b的大小、质量、与恒星的远近程度及其同附近“姐妹行星”CoRoT—7c的相互作用,对这颗系外行星的可能轨道做出估计。他们在今年1月召开的美国天文学会大会上公布了这一研究结果。
 
与木卫一更相像
 
研究人员发现,即便CoRoT—7b轨道的运行稍显异常,也能产生足够的潮汐热量,为大量火山活动提供能量,使得它更像木卫一而非地球。据巴恩斯介绍,首先,就像木卫一的运行轨道非常接近木星一样,CoRoT—7b也近距离绕其主恒星运转,所以,引力的影响尤其强烈。
 
其次,木卫一和CoRoT—7b都存在潮汐锁定现象。以木卫一为例,这意味着这颗卫星的一面始终面朝木星。这一侧受木星引力的推拉作用更为明显,以致这个原本圆球状的天体稍显椭圆形,中心位置鼓起。巴恩斯说:“地球也存在这种现象,由于同太阳和月球的相互作用,地球中间也鼓了起来。海洋潮汐式缘于引力潮,而岩石也因潮汐作用而变形。”
 
此外,由于同木星附近卫星的相互作用,木卫一的运行轨道呈不规则的椭圆形,所以,它与木星的距离会随时间变化。在距离木星更近时,木卫一会被更多地拉长,而远离木星时,它则会变得更圆。巴恩斯说:“我们以网球为例,如果你不断挤压,它会因摩擦而产生热量。木卫一就存在这种情况,只不过它是同一颗行星产生了这种作用。”
 
眼下,CoRoT—7b距离我们过于遥远,当前技术和望远镜无法对其轨道做出精确估计,所以,这颗行星是否真像木卫一还是一个谜。美宇航局下属喷气推进实验室行星科学家罗萨莉·洛佩斯(Rosaly Lopes)说:“我认为他们的研究结果很可靠。”她认为,1979年,在“旅行者”号飞船发现木卫一火山喷发的羽状尘埃物质之前,科学家就已成功预测了木卫一表面的火山活动。
 
火山活动难以证明
 
洛佩斯说:“斯坦·皮尔(Stan Peale)和同事分析了木卫一的轨道,认为它可能存在潮汐加热现象。”紧接着,“旅行者”号飞船发回的照片显示了大量羽状尘埃,后来,“伽利略”号飞船拍到的照片又发现了170多座活火山。皮尔现为美国加州大学圣巴巴拉分校名誉教授,他也认为“最新研究的结论可行的”。
 
皮尔指出,CoRoT—7b附近第二颗行星的存在意味着,这颗行星的轨道可能不断变化,“足以将内部加热至超级木卫一的状态,最终像木卫一一样表面具有火山活动。”洛佩斯则表示,“最新研究令人感兴趣的是,像木卫一这样的天体可能存在于其他太阳系中。不过,在目前条件下,CoRoT—7b是否存在活跃的火山活动非常难以证明。
 
巴恩斯称,像“斯皮策”太空望远镜这样的先进观测手段或许能看到CoRoT—7b火山喷发释放的气体。他说:“CoRoT—7b行星轨道周围或许遍布火山喷发形成的气云。我们利用‘斯皮策’望远镜可能会根据光的信号观测到,但这非常困难,因为CoRoT—7b行星距离我们过于遥远,且光线微弱。”
 
不过,巴恩斯认为,随着CoRoT这样的行星寻找任务以及最新发射的“开普勒”望远镜不断深入太空,人类将会发现数千个与CoRoT—7b相似的表面炽热的岩质天体。巴恩斯说:“我将‘开普勒’望远镜看作是寻找超级木卫一的理想探测器。”每发现一个“超级木卫一”,都“距离发现真正的‘超级地球’更近了一步。”
 
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