克卜勒78b

克卜勒78b

科學家發現一顆奇特的行星,距地球400光年,表面充斥著熔岩,環繞母星一周僅需要8.5202個小時。這顆體積與地球相當的火球被命名為“克卜勒78b”,是迄今為止發現的軌道周期最短的行星之一。克卜勒78b的軌道半徑只有母星半徑的3倍左右。

基本信息

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研究人員認為克卜勒78b與母星之間的距離只有水星-太陽間距離的大約1/40。據估計,這顆行星的表面可能已經完全熔化,形成一個巨大的熔岩海洋,溫度高達2760攝氏度。克卜勒78b環繞的恆星可能比較年輕,旋轉速度是太陽的2倍。令天文學家感到興奮的是,他們探測到來自克卜勒78b的光線。這是天文學家第一次探測到體積如此小的系外行星反射的光線,能夠幫助他們了解克卜勒78b的表面構成和反射性。

克卜勒78b距離母星很近,科學家希望對這顆行星的引力對母星產生的影響進行測量。測量獲取的數據可用於推算克卜勒78b的質量,讓克卜勒78b成為第一顆質量可知的體積與地球相當的系外行星。為了發現克卜勒78b,研究小組藉助克卜勒望遠鏡對超過15萬顆恆星進行了觀測。有關克卜勒78b的研究發現刊登在《天體物理學》雜誌上。

在另一篇研究論文中,同一支研究小組描述了有關KOI 1843.03的觀測發現。KOI 1843.03是一顆系外行星,軌道周期更短,只有4.25個小時為了能夠保持如此緊湊的軌道,這顆行星應該幾乎完全由鐵構成,否則的話,母星的強大潮汐力將把它撕成碎片兩篇研究的合著者、麻省理工學院的物理學副教授喬什-韋恩表示:“能夠倖存下來說明它的密度極大。大自然能否讓行星的密度達到近一步接近母星時可以倖存的程度?這是一個開放式問題,也是一個非常有趣的問題我們一直習慣於發現軌道周期達到幾天的行星。但我們也產生好奇,幾小時的軌道周期是否具有可能性。現在我們證實了這種猜測。”

為了發現克卜勒78b,研究小組對能夠說明一顆行星可能周期性在恆星前方穿過的光線變暗現象進行了觀測麻省理工學院的羅伯托-薩奇斯-奧傑達表示:“我一直密切觀察,突然間,我發現光線變暗,所出現的時間與我們的預計相同,真的是太美了。我認為我們發現了來自這顆行星的光線。這是一個令人非常興奮的時刻。”

克卜勒-78b 克卜勒-78b

新科學家報導,近期科學家們發現了地球的惡魔雙胞胎,它位於一個遙遠的星系,體積與地球相當,質量和組成成分也與地球非常類似。然而,這顆多岩石系外行星距離自身恆星非常近以至於它的公轉周期只有8小時,這使得它表面異常炙熱,幾乎沒有支持生命存在的可能。這顆名為克卜勒-78b的行星並非第一顆質量或體積與地球相差不到20%的行星,其它類似行星包括克卜勒-10b和MOA-2007-BLG-192-L b。

它甚至不是第一顆據稱具有多岩石組成成分的行星,後者是2009年發現的COROT-7b。克卜勒-10b也是多岩石行星,但它是第一個同時具有這三種特徵的星球,從而導致天文學家寄希望於它或可能是宜居的地球雙胞胎。

“這是存在的證據,”美國夏威夷火奴魯魯夏威夷大學的安德魯·霍華德(Andrew Howard)這樣說道。“當你知道地球的存在,你就能夠想像自然會在太陽系外創造另一個地球大小的多岩石行星。”

微小的波動

正如名字所示,克卜勒-78b是由目前已經退休的克卜勒太空望遠鏡首次觀測到的,後者花費了3.5年時間觀測恆星亮度規律性的下降,也就是俗稱的過境,它描述了行星從恆星面前經過的特徵。這揭示了行星的大小,它遮擋的星光越多,行星體積越大。

然而,這並沒有提供行星質量的任何直接暗示,因此行星的密度,作為行星組成成分的線索,也成了未知數。目前為止測量行星質量最成功的的技術便是觀測行星引力導致恆星的微小波動。行星質量越大,距離恆星越近,產生的波動也就越大。地球質量的行星一般非常小以至於很難檢測到波動的變化,除非它們距離母恆星非常近。

當科學家們發現克卜勒-78b公轉一年只有8小時後,兩支科研小組嘗試的計算了它的質量。“每個人立即就知道了這是測量質量最佳的機會。”霍華德說道。

鐵和岩石

霍華德的研究小組利用位於夏威夷的凱克望遠鏡觀測它的恆星。同時瑞士日內瓦大學的弗朗西斯科·佩佩(Francesco Pepe)帶領的另一支研究小組利用西班牙拉帕爾瑪島的高精度徑向速度行星搜尋儀(HARPS-N)望遠鏡進行觀測。

霍華德的研究小組報告稱這顆行星半徑是地球的1.2倍,質量是地球的1.69倍。佩佩小組計算出它的半徑是地球的1.6倍,質量是地球的1.86倍。兩者都提出了該行星密度大約為5.5克每立方厘米,這與地球非常相似,暗示著它具有鐵和岩石的組成成分。

不幸的是,這顆行星非常炙熱以至於岩石可能已經熔化。因此利用這項技術發現更冷更宜居的地球雙胞胎可能會非常艱難,這主要是因為它們與宿主恆星的距離。

持續存在的神秘

“我們並沒有發現尋找可居住區里地球大小行星的捷徑,”霍華德說道。“這將要求新一代的極穩定的光譜攝影機以及世界上最大的望遠鏡。”然而,克卜勒-78b也提出了一個更加直接的謎題:為什麼這顆行星會存在?當行星系統形成時,年輕的恆星比現在的更大,它將完全吞沒處於目前軌道的克卜勒-78b。這意味著這顆行星應該形成於非常遠的距離然後朝恆星逐漸靠近。但如果事實的確如此,那么它現在應該已經完全落入恆星內部。

無論是哪種情況,這顆行星的診斷都不容樂觀:理論學家預測在未來30億年,重力將導致克卜勒-78b旋轉落入自身恆星並被撕成碎片,

適居性

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雖然體積與地球相當,克卜勒78b幾乎不具有適居性,原因就在於距離母星太近。韋恩指出:“生活在一個充斥著熔岩的世界將是怎樣一番景象,你只能靠自己的想像了。”不過,這並不能排除其他軌道周期較短的系外行星不具有適居性。韋恩的小組正在尋找環繞冷星運行的系外行星。冷星也被稱之為“褐矮星”,是一種“失敗的恆星”,因質量不足無法成為燃燒的恆星,但其質量仍遠大於太陽系最大的行星木星。韋恩說:“如果環繞一顆褐矮星運行,行星會在幾天內靠近這顆恆星。此時的行星如果溫度適中的話仍有適居性。”

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