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科学家首次发现系外卫星存在证据:体积似海王星

日期:2018-10-08 08:29:12     西安商网   编辑:杜格丽
导读:目前,天文学家使用哈勃和开普勒太空望远镜首次发现太阳系外一颗卫星环绕行星运行的证据。 这颗卫星距离地球8000光年,位于天鹅星座,它围绕着一颗气态巨行星运行,
  目前,天文学家使用哈勃和开普勒太空望远镜首次发现太阳系外一颗卫星环绕行星运行的证据。 这颗卫星距离地球8000光年,位于天鹅星座,它围绕着一颗气态巨行星运行,这颗行星环绕Kepler-1625恒星运行。研究人员警告称,这颗卫星定论是暂定的,必须经过后续哈勃望远镜观测进行证实。

  

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  美国宇航局科学任务委员会副主管托马斯·祖伯臣(Thomas Zurbuchen)说:“这一有趣的发现表明美国宇航局任务如何揭晓宇宙有趣的神秘现象,如果得以证实,该发现将彻底改变我们对卫星如何形成的理解,以及揭晓卫星的构成成分。”

  由于太阳系外部的卫星(称之为系外卫星)无法直接拍摄成像,其存在仅能当它们掠过主恒星时进行推测,当掠过主恒星时光线会显著变暗。像这样的事件被称为凌日现象,天文学家已用于探测许多系外行星。

  然而,系外卫星比系外行星更难探测,因为它们体积比主行星更小,因此在证实卫星穿越主恒星前方持续变暗时间长短,绘制光线曲线图时,卫星凌日信号通常十分微弱。同时,由于卫星环绕行星运行,每次凌日观察中系外卫星也出现位移。

  为了搜寻系外行星,美国哥伦比亚大学天文学家亚历克斯·提彻(Alex Teachey)和大卫·基平(David Kipping),分析了开普勒探测器284颗行星观测数据,这些行星环绕主恒星直径较大,通常轨道周期在30天以上。他们在Kepler-1625b行星发现一个实例,这是一种有趣的凌日现象,暗示着存在一颗卫星。

  基平说:“我们看到光线曲线上细微偏差和晃动,这引起了我们的注意。”基于以上发现,研究小组用40个小时结合哈勃太空望远镜进行观测,进而深入研究这颗行星,同时也使用了凌日方法,获得更精准的光线昏暗数据。

  当这颗行星19小时凌日掠过恒星前方,科学家对该行星进行了监控,当凌日过程结束之后,哈勃太空望远镜探测到第二颗星球,它的体积略小一些,大约3.5小时之后恒星的亮度开始减弱。这次小等级的恒星亮度减弱与行星引力束缚的卫星运行有关,这就像一只小狗跟随着主人。可惜的是,在证实和测量系外卫星存在的凌日观测完全结束之前,预定的哈勃望远镜观测已结束。

  除了恒星亮度减弱之外,哈勃望远镜还为“系外卫星假说”提供了支持证据,它发现这颗行星凌日现象比预期提早1个小时。研究人员指出,行星“晃动”可能是由行星系统中假设的第二颗行星引力牵引所致,而不是一颗卫星。然而开普勒探测器并未在行星系统中探测到第二颗行星,或许存在着第二颗行星,但是开普勒技术未能探测到。

  基平解释称,存在一颗伴随运行的卫星是最简单、最有说服力的解释,它的存在导致光线曲线和轨道时间偏差的第二次亮度减弱。能够观测到哈勃光曲线绝对是一个令人震惊的事情,当我继续观测这个信号迹象时,我的心脏开始跳得更快了。但是我们知道天文观测需要保持清醒头脑,假设它是虚假现象,再进行反证,使用所有可能想到的方法验证观测数据。

  这项研究报告发表在《科学进展杂志》上,科学家报道称,候选系外卫星可能体积非常大,可能与海王星体积相当,像这样的大型卫星不会存在于太阳系。科学家报道称,这可能对行星系统的发展产生新见解,并可能使专家们重新审视行星周围卫星形成的理论。

  据估计,这颗系外卫星的质量可能仅是主行星的1.5%,这颗行星的质量大约是木星的几倍,这种质量比率类似于地球和月球。在地球-月球系统和冥王星-冥卫一系统中,卫星被认为是岩石行星碰撞残骸形成的。然而,Kepler-1625b行星和它可能存在的卫星是气态星球,而不是岩石星球,所以这颗系外卫星可能是通过一个不同的过程形成的。

  研究人员强调称,如果它的确是一颗卫星,它和主行星都位于恒星宜居地带中,那么适宜温度可在固体行星表面存在液态水。然而,这两颗星球被认是气态,因此不适合我们所知道的生命存在。未来对系外卫星的观测分析,通常将针对木星大小的行星,它距离恒星比地日距离更远。来源:环球网


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