天文学家发现系外“超级地球” 质量为地球8倍

2011-5-04 12:57 来源: 新浪
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两个行星系统。左为地球和木星在太阳前方穿过,右为超级地球55 Cancri e在其母星55 Cancri A前方穿过,遮住了55 Cancri A的一小片区域。55 Cancri A几乎就是太阳的双胞胎兄弟。

这颗多岩系外行星(左)的直径达到1.3万英里,比地球大60%,质量和密度分别是地球的8倍和2倍,绕Cancri a(右)轨道运行。

  天文学家发现一颗密度与铅相当的系外“超级地球”,名为“55 Cancri e”,绕母星运行一周只需要不到18个小时。这一发现是行星演化和幸存研究史上最具有突破性的发现。

  55 Cancri e是迄今为止发现的密度最大的固态行星,距离地球很近,天文爱好者可以用肉眼观察到它所绕的恒星。这颗多岩系外行星的直径达到1.3万英里(约合2.1万公里),比地球大60%,质量和密度分别是地球的8倍和2倍。其表面温度接近2700摄氏度,一些天文学家认为,借助强大的地心引力,这颗行星可能拥有大气层。

  超级地球的体积可达到地球的10倍,由于可能呈固态或者拥有液态海洋,因此引起科学家的浓厚兴趣。这两个条件意味着,如果温度等其他条件较为适当,超级地球可能存在生命。加拿大不列颠哥伦比亚大学的任务科学家杰米·马修斯表示:“这是一颗奇异的行星,就像是多岩超级地球的形象代言人。它是迄今为止在太阳系外发现的密度最大的固态行星,在这颗行星上,你的体重将是地球上的3倍。”

  更引人注目的是,55 Cancri e是借助不列颠哥伦比亚大学一架廉价的太空望远镜发现的。这架望远镜只有手提箱大小,名为“MOST”(恒星微变和振荡望远镜的英文缩写)。根据望远镜获取的数据,55 Cancri e绕恒星55 Cancri A轨道运行,由于距离很近,绕行一周只需要17小时41分钟。马修斯教授说:“这颗恒星的体积是太阳的60倍,亮度是太阳的3600倍。生活在这颗行星上,你并不需要日历,有一块腕表就足够了。”

  55 Cancri e距地球40光年,所绕恒星是一颗G型恒星,也就是与太阳类似的黄矮星。它位于巨蟹星座,未来两个月内肉眼可见。55 Cancri e所在行星系统拥有4颗行星,自1997年以来,科学家便对其进行观测,由于密度接近地球并且与地球距离很近,这一发现非常引人注目。

  这4颗行星是借助所谓的“多普勒技术”发现的,也就是测量无法观测到的行星的引力拖拽导致的恒星摇晃。虽然地狱般的温度意味着55 Cancri e不太可能有生命存在,但这种类型的行星正是科学家希望利用望远镜发现的天体。研究论文主执笔人、美国麻省理工学院的乔什·韦恩表示:“母星的亮度让进行很多类型的测量成为一种可能,55 Cancri e是用于验证行星形成、演化和幸存理论的最理想实验室。能够用肉眼观察到一颗恒星并了解其中一颗绕其轨道运行的行星的质量和半径是一个非常奇妙的经历,尤其是在类似这样的距离内。”

  这一发现令马修斯陷入兴奋之中。他说:“似乎只有《星际迷航》中的科克船长才能上演这样的发现。我们最终让科幻成为现实甚至有可能超越科幻,这是我儿时的梦想。”MOST是一颗绕地球轨道运行的微型卫星,也是加拿大航天局一项太空任务的组成部分。其所携带的望远镜装有光度计,用于测量遥远恒星的亮度。

  2003年,加拿大航天局发射MOST,原定执行为期一年的太空任务,研究10颗恒星。差不多8年过去了,MOST仍处于“在岗”状态,已对2000多颗恒星进行了观测。马修斯在提到这个造价1000万美元的观测设备时表示:“我们真正做到了花小钱,办大事。”上演这一发现的研究小组成员包括麻省理工学院、不列颠哥伦比亚大学、哈佛-史密森尼天体物理学中心以及加州大学圣克鲁兹分校的天文学家。