作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2014-1-8 9:15:30
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同重类地行星难成地球2.0
挑战质量相近则为岩体构成的假设

系外行星KOI-314c具有与地球类似的质量,但却要大60%。 
图片来源:C. Pulliam & D. Aguilar (CfA)
 
本报讯 天文学家日前发现了一颗与地球具有相同质量的系外行星,然而相似之处却到此为止。这颗行星不但因为太“温暖”而不适合在表面存在液态水,并且其半径比地球大了60%,意味着这里有一个由氢和氦构成的巨大而膨胀的大气层。
 
美国伊利诺伊州芝加哥大学天体物理学家Jacob Bean表示:“你发现了一颗非常小的行星,它可能根本不是岩石构成的,这是非常可怕的。”
 
Bean说,之所以可怕在于这一发现到底如何挑战了这样一种假设,即一颗具有地球质量的系外行星必定拥有与地球一样的构成。他认为,考虑到其厚重的大气层,这颗系外行星更像是一颗按比例缩小的海王星或天王星。其惊人的密度意味着它对于未来测量系外行星大小和质量的工作将更为重要。作为质量与大小之比,在3000多颗已知系外行星中,科学家目前只知道其中约150颗行星的密度。
 
马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心天文学家David Kipping,于1月6日在华盛顿哥伦比亚特区附近召开的美国天文学会的一次会议上报告了这一研究成果。他表示:“在获得这两条信息之前,我们无法确定已经找到了地球2.0。”
 
Kipping及其同事利用美国宇航局(NASA)的开普勒空间望远镜对这颗系外行星进行了观测,该行星距离地球约60秒差距(200光年),是环绕一颗昏暗的红矮星运行的3颗行星中的一颗。开普勒空间望远镜通常只会测量一颗系外行星的大小——这可以通过其每次掠过母星正前方时阻挡的光线数量加以推算。然而这颗名为KOI-314c的系外行星与它的一个“同胞兄弟”——KOI-314b距离很近,两颗天体之间的引力牵引周期性地延迟或提前了它们穿越木星表面的时间。而这一时间上的变化恰好能够用来计算其质量。
 
据估算,KOI-314c的表面温度可达104摄氏度,其环绕红矮星母星一周约23天。而KOI-314b则要更热,由于轨道更近,其公转周期仅为14天。KOI-314b具有与地球类似的大小,但质量却是后者的4倍。
 
然而KOI-314c却依然是一个未解之谜。其令人惊讶之处在于一颗仅仅与地球质量类似的行星如何能够保持这样厚重的大气,这不免让剑桥市麻省理工学院的理论物理学家Sara Seager困惑不解。“在接受这一解释之前我希望能够进行更加精确的测量。”她强调。Kipping表示,由于来自母星的光线每23天便能够透过行星厚重的大气,因此其成分未来可通过计划于2018年发射升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜进行研究。
 
当望远镜不再能够精确对准目标后,开普勒行星探测任务预计将于今年5月宣告终止。开普勒团队的研究人员如今正在等待NASA关于这架望远镜的其他用途的决定。而最终的裁决预计将于6月揭晓。
 
开普勒空间望远镜是NASA设计来发现环绕着其他恒星之类地行星的太空望远镜。该望远镜使用NASA发展的太空光度计,在绕行太阳的轨道上,观测10万颗恒星的光度,检测是否有行星凌星的现象。2013年,经过数月的努力,NASA于8月15日宣布放弃修复开普勒空间望远镜。开普勒由此结束搜寻太阳系外类地行星的主要任务,但它仍可能被用于其他科研工作。(赵熙熙)
 
《中国科学报》 (2014-01-08 第2版 国际)
 
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