長期以來，人們一直夢想著遙遠的行星，但直到目前，科學(xué)家們才能夠識別出數(shù)千顆新的系外行星，并越來越多地了解它們的樣子。現(xiàn)在美國宇航局開普勒太空望遠鏡在巨蟹座發(fā)現(xiàn)了一顆新的系外行星恰巧的時間安排和這顆行星奇特的軌道模式，芝加哥大學(xué)科學(xué)家們能夠比迄今為止任何一顆都小的行星，更精確地計算出它的質(zhì)量。第一作者、研究生亞倫·哈曼說：這完全出乎的意料，起初認為數(shù)據(jù)有問題，但當仔細觀察時，發(fā)現(xiàn)問題非常明顯。
這顆恒星周圍有兩顆行星，它們相互作用非常強烈，這讓科學(xué)家能夠以破紀錄的精度計算它們的質(zhì)量。開普勒計劃于2009年3月發(fā)射，其目的是專門尋找系外行星——在遙遠星系中圍繞恒星運行的行星，其中一些可能孕育著生命。科學(xué)家們梳理了觀測數(shù)據(jù)，尋找可能表明行星存在的遙遠恒星周圍的異常現(xiàn)象。Daniel Fabrycky教授是一位奇特系外行星的獵人，他對包含五到七顆行星的復(fù)雜系統(tǒng)中的行星進行了稱重，并梳理出四顆行星之間的軌道相互作用。
這四顆行星被鎖定在軌道上，它們之間的相互作用比任何其他系統(tǒng)都要緊密。遙遠的行星太小，無法用望遠鏡觀測到，所以這種系外行星搜尋者尋找它們的主要方法是，當一顆行星經(jīng)過一顆恒星時，光線會發(fā)生非常微弱的變暗。開普勒第一次觀察到這顆名為K2-146的冷恒星時，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)其中一顆行星呈現(xiàn)出不規(guī)則的調(diào)光模式。但仔細研究了開普勒望遠鏡數(shù)年后的第二和第三次觀測數(shù)據(jù)后，研究小組證實，這種不規(guī)則現(xiàn)象是由第二顆行星造成，第二顆較小系外行星繞著第一顆行星的軌道運行。
當這兩顆系外行星擦肩而過時，它們的速度會稍稍加快：這是一種迷你引力彈弓效應(yīng)。在太陽系中也有類似的現(xiàn)象，海王星也是以同樣的方式被發(fā)現(xiàn)的?？茖W(xué)家們注意到天王星奇怪地繞軌道運行，并推斷是一顆新行星導(dǎo)致了海王星的直接發(fā)現(xiàn)。但K2-146的行星在已知系外行星中是極端的，這兩顆行星都在幾天內(nèi)圍繞太陽旋轉(zhuǎn)：較大的行星平均3.99天，較小行星平均2.66天。因為它們的軌道周期很短，而且引力效應(yīng)很強，所以當觀察它們時，軌道會發(fā)生劇烈的變化。
給你一種感覺，地球的一年有365天，但這些行星的年份會明顯變短或變長，這就好像你的生日有時會比你通常預(yù)期的早一個月或晚一個月?？茖W(xué)家在第一次穿越中沒有清楚地看到第二顆行星，因為它沒有在正確的時間出現(xiàn)在恒星前面，但是在第二次和第三次穿越中，這兩顆行星的舞蹈使它們發(fā)生了位移，所以都清晰可見。研究系外行星組成的助理教授萊斯利羅杰斯(Leslie Rogers)幫助猜測，這些行星可能有一個巖石內(nèi)核，里面有足夠厚的氣體大氣層，足以遮擋陽光。
正常情況下，離太陽這么近的行星的大氣層會被太陽風帶走，這兩顆行星都不適宜居?。簻囟瓤赡芙咏?00華氏度。更讓科學(xué)家們感到幸運的是，開普勒恰好在凌日過程中的關(guān)鍵時刻觀測到了這個系統(tǒng)。在最完美的時間捕捉到了它，這樣就可以把它的測量精度提高到3%，即使只觀察了相對較短的一段時間。需要一顆行星的質(zhì)量來了解開它的重力，所以有這樣一個精確的質(zhì)量可以幫助解釋大氣應(yīng)該是什么樣的。這一發(fā)現(xiàn)對于指導(dǎo)未來的系外行星搜索具有重要意義。
博科園｜研究/來自：芝加哥大學(xué)
參考期刊《arxiv》
Cite: arXiv:1907.10620
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