“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

一个系外行星从开普勒计划观测到的数据中被发现了,该星球已被收录为星际望远镜的“寻找地球大小的行星”任务中。这个名为Kepler-78b的新行星,是第一个被发现的地球大小的,含有类地岩石成分的外星球。然而它与地球的相似仅此而已。Kepler-78b以8.5小时的周期在150万公里的距离外围绕着中心天体旋转,使其本身变成一个熊熊燃烧的地狱,并不像我们以为的那样适于人类生存。

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

“我们已经听说掠日彗星ISON在2013年运行到离太阳很近的地方,”夏威夷大学马诺阿天文研究所的安德鲁?霍华德说。“彗星ISON接近太阳到与Kepler-78b与中心天体的距离相近的距离,所以Kepler-78b整个生命期间就如同一个掠日的行星。”

霍华德是两篇发布在《自然》上的关于该行星发现的论文的第一作者。他通过媒体网络直播介绍了自己的发现。

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

“这是一个本不应该存在的行星,”天文学家戴维?莱瑟姆补充道。戴维是哈佛-史密森尼天体物理中心(CfA)的一名天文学家,他也在网络直播中介绍了自己的发现。

Kepler-78b是地球大小的1.2倍,具有14800千米(9200英里)的直径,并且是地球质量的1.7倍。因此,天文学家指出它与地球有相似的密度,即与地球具有相似的铁、岩石成分。一些类似于地球大小或是质量的行星已被发现,但Kepler-78b是第一个具有与地球相似质量和体积的行星。在这两个量已知的情况下,科学家能够测算出其密度,并且判断这个行星的组成。

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

图解:天文软件 Celestia 模拟的开普勒78和78b

Kepler-78b的中心天体比太阳略小一点,并且质量也较小。它位于离地球400光年的天鹅座。

然而,Kepler-78b如此接近中心天体的轨道对天文理论家们形成了挑战。根据行星形成的主流理论,这个行星不可能与中心天体如此靠近,也更不可能是移动到那里去的。回到当初行星系统形成的时刻,年轻的中心天体比现在体积大一些。因而,Kepler-78b的轨道本来应该在其膨胀的中心天体的内部。

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

图解:这幅图展示了Kepler-78b那与中心天体紧挨着的轨道,这个轨道使星球以8.5小时为周期在小于100万英里的距离处运行。这个长度与星球中心的距离仅仅是2.7倍的行星半径,或者距离星球表面仅仅有1.7倍。戴维?阿吉拉尔(CfA)

“它本来不能在这里形成的,因为你不能在一个天体内部形成一个行星,”同样来自CfA的团队成员迪米塔尔?萨塞罗夫说。“它本来不可能在中心天体外面逐渐形成,然后向里面移动。因为如果真的要移动,那它一定会自始至终都在迁移。这个行星充满了奥秘。”

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

一个被霍华德支持的观点是,这个行星由一个从前的气体行星的剩余核心物质组成,但是这样的话也有一些问题。“我们还是不知道这颗行星的起源是什么,”霍华德说。

然而,两个行星探索团队都感觉到这个行星的发现预示着未来宜居行星的发现。

这两个独立的调查团队使用了地面望远镜来继续确定、描绘Kepler-78b的种种特征。由霍华德领导的团队使用着在莫纳克亚山顶的W.M.凯克天文台,而由弗朗西斯科?培培领导的瑞士日内瓦大学的团队,在加纳利群岛中拉帕尔马岛的Roque de los Muchachos天文台开展地面工作。

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

为了确定行星的质量,这些团队使用了径向速度方法来测算一个绕轨道旋转的天体被中心天体引力牵拉的力有多大。另一方面,这个行星通过被监测其经过中心天体时遮挡了多少星光,从而确定了其半径大小。

“确定一个地球大小的行星的质量在技术上是一件令人望而却步的事,”霍华德在网络直播中说道,并且解释了他们如何在W.M.凯克天文台使用了HIRES(高分辨率阶梯光栅光谱仪)。“我们将HIRES使用到了它的极限。观察很艰难,因为这颗行星相比我们的太阳来说年轻得就像星点(就像太阳上面的太阳黑子)。我们必须把那些星点移出我们的数据中。但因为这颗行星一周期为8.5小时,所以我们能够在一晚上观察它的一整个周期。我们很明确的看到这颗星的显著标志,并且我们在8个不同的晚上都观察了它。”

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

来自CfA的戴维?阿吉拉尔说两个团队都知道对方在研究这个天体,但为了不互相影响,他们没有互相比较两者的工作,直到两个团队即将提交研究论文。“两个团队最终得出同样的结果,这是很鼓舞人心的一件事。”阿吉拉尔说。

霍华德也认为给相同的目标设置两个独立小组很好。“我们不需要去等待关于这个行星更多的证据,因为我们两个团队在互相求证,”他说。“在科学方面这已经很不错了。”

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

第二个团队的弗朗西斯科?培培说他们因为使用了一对最初的HARPS(高精度径向速度行星搜索器)而受益,HARPS已经发现了近乎200个外星天体。“位于拉帕尔马岛的HARPS北部部分和它的另一部分一样有相同的精度和效率,”培培在网络直播中解释道,“并且我们决定保证有充足的时间去追踪来自Kepler-78b的外星物质。我们对我们的观察策略持乐观态度,并且我们期待着未来几年有更多来自这个机器的证据事实。”

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

对于Kepler-78b来说,这是已经注定了的命运。引力潮汐将要持续牵引着它更加接近中心天体。最后它将会移动得很近以至于中心天体的引力将要把整个星球撕裂。理论学家预测这个行星即将在300万年内消失。有趣的是,天文学家说,我们的太阳系本来也可以有一个像Kepler-78b这样的行星。如果真的有过的话,这个行星很久以前也已经毁灭了,并且没有给当今的天文学家留下任何痕迹。

“类地行星”真的适合人类生存吗?详谈Kepler-78b的形成与演变

相关天文知识

开普勒78b(Kepler-78b,原始编号KIC 8435766 b)是一颗环绕恒星开普勒78的太阳系外行星。

开普勒78b是天文学家于2013年分析开普勒空间望远镜拍摄影像时发现的。而发现它的方式并非只有凌星法,并且因为轨道位置造成的行星掩星和自行星表面反射的母恒星光线也被观测到。该行星因为周期很短,天文学家首先以电脑分析资料时未能发现到它,因此开普勒78b没有 KOI(Kepler Object of Interest)目录的编号。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. universetoday-江海凝清光

如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

来源:天文在线

声明:本站部分文章及图片转载于互联网,内容版权归原作者所有,如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢!

上一篇 2019年8月2日
下一篇 2019年8月2日

相关推荐