《科学》:开普勒发现两颗系外“土星”

2010-8-31 09:08 来源: 科学时报
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为了寻找系外行星,开普勒正在监视超过15万颗恒星的光强度变化。

  美国宇航局(NASA)在今年6月受到了批评,当时它宣称其空基望远镜开普勒发现了706颗潜在的新系外行星,但仅仅公布了其中306颗候选行星的数据。为了排除由真正新发现的系外行星发出的“错误警报”,开普勒的科学团队希望给自己更多的时间来对最有希望的目标实施进一步观测。但事实证明,我们没有等待太久。8月26日,研究人员公布了来自开普勒“top 400”中的两颗得到证实的土星大小的行星。

  新的望远镜同时也作出了有关邻近系外行星之间的一场引力拔河的首个实际观测,这将使天文学家以前所未有的细节查明天体的质量,并探讨这些太阳系外恒星系统是如何形成和演化的。

  2009年3月发射升空的开普勒望远镜通过探测恒星亮度的周期性减弱——由一颗行星从恒星的面前经过所致——来发现系外行星。在此之前,天文学家依靠随后的径向速度观测——即考察行星的引力牵引对其所围绕的恒星的扰动程度——来确定此类行星的质量。然而由于此类观测依赖于行星的轨道倾角,而后者并不为人们所知,因此具有很多的不确定性。

  但是如果围绕同一颗恒星运转的两颗系外行星彼此具有强烈的引力影响,且经过恒星表面的时间也不定期,则天文学家能够利用这些信息来更为准确地计算它们的质量。

  在8月26日在线发表于《科学》上的一篇论文中,开普勒的研究人员宣布,首次在名为开普勒-9b和开普勒-9c的行星中明确观察到这种过境时间的变化。结合最初利用传统的径向速度测量进行的过境观测,科学家已经计算出这两颗行星的质量仅仅略轻于土星。之前几年进行的额外观测最终将给出更加准确的行星质量。文章的主要作者、美国马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心的Matthew Holman指出:“与任何太阳系外的行星相比,我们将更好地了解(这些行星的)质量。”Holman表示,这些行星在过境时间上的变化能够被这样一个事实所增强,即其中一颗行星环绕母星所需的时间几乎正好是另一颗行星所需时间的一半,因为这种“轨道共振”增强了它们的引力相互作用。

  并未参与此项研究的美国科罗拉多州博尔德市西南研究所的天文学家David Nesvorny认为有关过境时间变化的观测结果很“可靠”,并相信它是来自开普勒项目的诸多重要发现的开始。Nesvorny表示:“在我们的太阳系中,行星的引力相互作用是我们对于其形成和演化的理解的核心。”他说,开普勒可能获得了数百个其他恒星系统的类似数据,并以前所未有的细节为特征。“这可能是一次真的革命”。