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科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星存在證據(jù),體積與海王星相近

2018/10/6 8:41:05 來源:新浪科技 作者:葉傾城 責(zé)編:孤城

北京時(shí)間10月6日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,目前,天文學(xué)家使用哈勃和開普勒太空望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)太陽系外一顆衛(wèi)星環(huán)繞行星運(yùn)行的證據(jù)。

這顆衛(wèi)星距離地球8000光年,位于天鵝星座,它圍繞著一顆氣態(tài)巨行星運(yùn)行,這顆行星環(huán)繞Kepler-1625恒星運(yùn)行。研究人員警告稱,這顆衛(wèi)星定論是暫定的,必須經(jīng)過后續(xù)哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)進(jìn)行證實(shí)。

美國宇航局科學(xué)任務(wù)委員會(huì)副主管托馬斯·祖伯臣(Thomas Zurbuchen)說:“這一有趣的發(fā)現(xiàn)表明美國宇航局任務(wù)如何揭曉宇宙有趣的神秘現(xiàn)象,如果得以證實(shí),該發(fā)現(xiàn)將徹底改變我們對(duì)衛(wèi)星如何形成的理解,以及揭曉衛(wèi)星的構(gòu)成成分?!?/p>

由于太陽系外部的衛(wèi)星(稱之為系外衛(wèi)星)無法直接拍攝成像,其存在僅能當(dāng)它們掠過主恒星時(shí)進(jìn)行推測(cè),當(dāng)掠過主恒星時(shí)光線會(huì)顯著變暗。像這樣的事件被稱為凌日現(xiàn)象,天文學(xué)家已用于探測(cè)許多系外行星。

然而,系外衛(wèi)星比系外行星更難探測(cè),因?yàn)樗鼈凅w積比主行星更小,因此在證實(shí)衛(wèi)星穿越主恒星前方持續(xù)變暗時(shí)間長短,繪制光線曲線圖時(shí),衛(wèi)星凌日信號(hào)通常十分微弱。同時(shí),由于衛(wèi)星環(huán)繞行星運(yùn)行,每次凌日觀察中系外衛(wèi)星也出現(xiàn)位移。

為了搜尋系外行星,美國哥倫比亞大學(xué)天文學(xué)家亞歷克斯·提徹(Alex Teachey)和大衛(wèi)·基平(David Kipping),分析了開普勒探測(cè)器284顆行星觀測(cè)數(shù)據(jù),這些行星環(huán)繞主恒星直徑較大,通常軌道周期在30天以上。他們?cè)贙epler-1625b行星發(fā)現(xiàn)一個(gè)實(shí)例,這是一種有趣的凌日現(xiàn)象,暗示著存在一顆衛(wèi)星。

基平說:“我們看到光線曲線上細(xì)微偏差和晃動(dòng),這引起了我們的注意?!被谝陨习l(fā)現(xiàn),研究小組用40個(gè)小時(shí)結(jié)合哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè),進(jìn)而深入研究這顆行星,同時(shí)也使用了凌日方法,獲得更精準(zhǔn)的光線昏暗數(shù)據(jù)。

當(dāng)這顆行星19小時(shí)凌日掠過恒星前方,科學(xué)家對(duì)該行星進(jìn)行了監(jiān)控,當(dāng)凌日過程結(jié)束之后,哈勃太空望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到第二顆星球,它的體積略小一些,大約3.5小時(shí)之后恒星的亮度開始減弱。這次小等級(jí)的恒星亮度減弱與行星引力束縛的衛(wèi)星運(yùn)行有關(guān),這就像一只小狗跟隨著主人??上У氖?,在證實(shí)和測(cè)量系外衛(wèi)星存在的凌日觀測(cè)完全結(jié)束之前,預(yù)定的哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)已結(jié)束。

除了恒星亮度減弱之外,哈勃望遠(yuǎn)鏡還為“系外衛(wèi)星假說”提供了支持證據(jù),它發(fā)現(xiàn)這顆行星凌日現(xiàn)象比預(yù)期提早1個(gè)小時(shí)。研究人員指出,行星“晃動(dòng)”可能是由行星系統(tǒng)中假設(shè)的第二顆行星引力牽引所致,而不是一顆衛(wèi)星。然而開普勒探測(cè)器并未在行星系統(tǒng)中探測(cè)到第二顆行星,或許存在著第二顆行星,但是開普勒技術(shù)未能探測(cè)到。

基平解釋稱,存在一顆伴隨運(yùn)行的衛(wèi)星是最簡單、最有說服力的解釋,它的存在導(dǎo)致光線曲線和軌道時(shí)間偏差的第二次亮度減弱。能夠觀測(cè)到哈勃光曲線絕對(duì)是一個(gè)令人震驚的事情,當(dāng)我繼續(xù)觀測(cè)這個(gè)信號(hào)跡象時(shí),我的心臟開始跳得更快了。但是我們知道天文觀測(cè)需要保持清醒頭腦,假設(shè)它是虛假現(xiàn)象,再進(jìn)行反證,使用所有可能想到的方法驗(yàn)證觀測(cè)數(shù)據(jù)。

這項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展雜志》上,科學(xué)家報(bào)道稱,候選系外衛(wèi)星可能體積非常大,可能與海王星體積相當(dāng),像這樣的大型衛(wèi)星不會(huì)存在于太陽系??茖W(xué)家報(bào)道稱,這可能對(duì)行星系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生新見解,并可能使專家們重新審視行星周圍衛(wèi)星形成的理論。

據(jù)估計(jì),這顆系外衛(wèi)星的質(zhì)量可能僅是主行星的1.5%,這顆行星的質(zhì)量大約是木星的幾倍,這種質(zhì)量比率類似于地球和月球。在地球-月球系統(tǒng)和冥王星-冥衛(wèi)一系統(tǒng)中,衛(wèi)星被認(rèn)為是巖石行星碰撞殘骸形成的。然而,Kepler-1625b行星和它可能存在的衛(wèi)星是氣態(tài)星球,而不是巖石星球,所以這顆系外衛(wèi)星可能是通過一個(gè)不同的過程形成的。

研究人員強(qiáng)調(diào)稱,如果它的確是一顆衛(wèi)星,它和主行星都位于恒星宜居地帶中,那么適宜溫度可在固體行星表面存在液態(tài)水。然而,這兩顆星球被認(rèn)是氣態(tài),因此不適合我們所知道的生命存在。未來對(duì)系外衛(wèi)星的觀測(cè)分析,通常將針對(duì)木星大小的行星,它距離恒星比地日距離更遠(yuǎn)。

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