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它围绕天鹅座内的双星系统“开普勒16”运动

时间:2018-07-20 11:09 作者:admin 点击:

  殖民火星的小目标还没实现,行星科学家的眼光就瞄准了更远的太空。他们感兴趣的不仅是适宜生命的系外行星,有一些还十分怪异……
 
  系外行星是指在太阳系之外的行星,它们也围绕着像太阳一样的恒星旋转,但距离我们十分遥远。虽然科学家在1917就注意到了第一颗系外行星,但这个概念直到90年代才得到了真正的科学验证。
 
  从那之后的20年里,新发现的系外行星有井喷之势,它们中的大部分是由美国国家航空航天局(NASA)的开普勒天文镜发现的。许多系外行星因此都以这座天文望远镜命名。NASA的开普勒任务现在已经确定了超过5000个潜在的系外行星。随着时间推移,还有会有更多的发现。
 
  这些“新世界”一个比一个特别:有些巨大的气态行星让太阳系内最大的木星都相形见绌;还有些行星的冰冷岩石上则几乎感受不到恒星的阳光。
 
  其实,奇怪的行星一直在被发现,越来越多行星的轨道和成分让科学家感到难以理解。光是银河系内可能就有1万亿颗行星。所以,我们对于系外行星的了解可能连冰山一角都谈不上。以下有九颗我们已知的最奇特系外行星——它们也只是我们对宇宙无垠的惊鸿一瞥。
 
  这颗行星拥有众多“第一”的记录,比如第一颗被发现的气态巨行星(而且是首次通过多种方法发现)、第一颗发现拥有大气层、大气中有氢气层的行星等等。不仅如此,它也是目前唯一已经探测到大气层中拥有氧气和碳的行星。这颗行星的正式命名“奥里西斯(Osiris)”是古埃及神话中的冥王的名字,他是文明与生命的赋予者。
 
  奥里西斯围绕的恒星距离地球150光年,位于飞马座中。它的轨道半径约700万千米,公转周期只有3.5天——如此近的距离让奥里西斯的表面温度极高。这颗星球就像被烧焦了一样,它的大气正在以惊人的速率蒸发。
 
  奥里西斯很可能只是一颗气态行星完全蒸发后剩下的核心。科学家为这类行星重新归类,称为“幽冥行星(ChthonianPlanet)”。这一命名来源于希腊神话中的地狱神灵,在著名的美国恐怖小说作家H.P.Lovecraft创造的克苏鲁(Cthulhu)神话中,它化身成了蠕虫身体、有触手的恐怖怪物。
 
  研究行星的科学家曾提出了一种理论假设:环双星行星(CirumbinaryPlanet),也即一颗行星围绕两颗恒星运动。这样的行星还真被找到了,开普勒16b就是这类行星中一位成员。它被命名为塔图因(Tatooine)。如此命名是为了向《星球大战》致敬,“塔图因”是天行者卢克的家乡,那里能看到两个太阳。不过,卢克的家乡是适合居住的,而开普勒16b是一颗极其寒冷的气态行星,可能无法孕育生命。
 
  ▲《星球大战》剧照▲《星球大战》剧照
 
  塔图因距离地球200光年,它围绕天鹅座内的双星系统“开普勒16”运动,公转周期为229天,比地球上的一年大约短三分之一。塔图因是第一颗通过凌日法(当行星运动到恒星和观察者之间时,行星会遮挡住恒星,观察者会发现恒星的亮度变低)被发现的环双星行星,科学家们观察到双星系统中一颗恒星变暗了,而另一颗的亮度没有改变。
 
  尽管它并不处于宜居带中,但科学还是通过模拟运算,提出了行星上有生命的可能性。开普勒天文望远镜的首席研究员WilliamBorucki表示:“鉴于我们的银河系中,大部分恒星都属于双星系统,这项发现意味着(这类行星上)孕育生命的机会比单一恒星周围的行星要大得多。这项具有里程碑意义的发现证实了科学家已提出数十年,但一直没被验证的理论。”
 
  科学家一直在致力于寻找适宜居住的类地行星,所以“最地球”的头衔想必会不断更新。开普勒天文望远镜最早的一批发现中,最有潜力成为第二个地球的是“开普勒22b”。开普勒22恒星位于天鹅座,而这颗距离地球超过600光年的地外行星位于该恒星的宜居带内。
 
  开普勒22b大小大概是地球的2倍,被认为是一颗“超级地球”。它的公转周期则与地球相似,有可能存在液态水。如果它的大气所带来的温室效应影响与地球相似,那它的表面平均温度会达到22℃。
 
  ▲开普勒22b被认为是一颗超级地球。(来源:NASA)▲开普勒22b被认为是一颗超级地球。(来源:NASA)
 
  科学家认为,开普勒22b拥有一个与海王星相似的小型岩石地核,这个核心覆盖在“海洋”之下。生命能否存活在这颗行星上?这依然是研究人员争论的问题。
 
  实际上,接近地球的系外行星不止开普勒22b。2015年,NASA宣布发现了一颗1400光年外的行星开普勒452b,其半径是地球的1.6倍,公转周期385天,年龄约为60亿年。
 
  开普勒452b位于宜居带内,被认为是迄今为止发现的最像地球的行星,于是它被媒体称为“地球2.0”“地球的表亲”。可惜,NASA的发现很快就受到了质疑,因为开普勒452b可能根本就不是个岩石行星,最新的研究甚至认为它未能通过统计学上的确认——这颗行星可能根本不存在。
 
  诞生在大爆炸10亿年后
 
  我们到目前为止发现的最古老的行星,位于距离地球12400光年的天蝎座球状星团M4——这个恒星集团被认为已经存在了127亿年,这颗古老的系外行星被认为是和那些恒星一起诞生的,仅仅在大爆炸的10亿年后。相比于地球的年龄(45亿年),它是名副其实的老寿星。
 
  年龄大并不是这颗恒星唯一的独特之处。它也是一颗“环双星”行星,而且是第一颗被发现的环双星行星。它所环绕的两颗恒星也都不一般:一颗是脉冲星,另一颗是白矮星。科学家在研究这个双星系统时,预言其中存在第三颗星体,而且这位“第三者”还不是一颗恒星。
 
  从玛士撒拉的方向看它的两颗恒星(远处左侧白点为脉冲星,右为白矮星)(来源:NASA)▲从玛士撒拉的方向看它的两颗恒星(远处左侧白点为脉冲星,右为白矮星)(来源:NASA)
 
  2003年,哈勃太空望远镜终于发现了目标。NASA的发布会上,这颗最老的行星被冠以“玛士撒拉(Methuselah)”的名字——玛士撒拉是《圣经》中最老的人。
 
  在最初发现时,科学家还不能确定它到底是一颗行星还是一颗褐矮星。它最终被认定是一颗行星后,天文学家得出了结论:行星的出现并不是一个罕见的现象,在宇宙早期它们可能到处都是。