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首次發現系外衛星存在證據,體積與海王星相近

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發表於 2018-10-7 08:10:09 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
來源: 新浪科技

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新浪科技訊 北京時間10月6日消息,據國外媒體報道,目前,天文學家使用哈勃和開普勒太空望遠鏡首次發現太陽系外一顆衛星環繞行星運行的證據。  這顆衛星距離地球8000光年,位於天鵝星座,它圍繞着一顆氣態巨行星運行,這顆行星環繞Kepler-1625恆星運行。研究人員警告稱,這顆衛星定論是暫定的,必須經過後續哈勃望遠鏡觀測進行證實。
  美國宇航局科學任務委員會副主管托馬斯·祖伯臣(Thomas Zurbuchen)說:“這一有趣的發現表明美國宇航局任務如何揭曉宇宙有趣的神秘現象,如果得以證實,該發現將徹底改變我們對衛星如何形成的理解,以及揭曉衛星的構成成分。”
  由於太陽系外部的衛星(稱之為系外衛星)無法直接拍攝成像,其存在僅能當它們掠過主恆星時進行推測,當掠過主恆星時光線會顯著變暗。像這樣的事件被稱為凌日現象,天文學家已用於探測許多系外行星。
  然而,系外衛星比系外行星更難探測,因為它們體積比主行星更小,因此在證實衛星穿越主恆星前方持續變暗時間長短,繪制光線曲線圖時,衛星凌日信號通常十分微弱。同時,由於衛星環繞行星運行,每次凌日觀察中系外衛星也出現位移。
  為了搜尋系外行星,美國哥倫比亞大學天文學家亞歷克斯·提徹(Alex Teachey)和大衛·基平(David Kipping),分析了開普勒探測器284顆行星觀測數據,這些行星環繞主恆星直徑較大,通常軌道周期在30天以上。他們在Kepler-1625b行星發現一個實例,這是一種有趣的凌日現象,暗示着存在一顆衛星。
  基平說:“我們看到光線曲線上細微偏差和晃動,這引起了我們的注意。”基於以上發現,研究小組用40個小時結合哈勃太空望遠鏡進行觀測,進而深入研究這顆行星,同時也使用了凌日方法,獲得更精準的光線昏暗數據。
  當這顆行星19小時凌日掠過恆星前方,科學家對該行星進行了監控,當凌日過程結束之後,哈勃太空望遠鏡探測到第二顆星球,它的體積略小一些,大約3.5小時之後恆星的亮度開始減弱。這次小等級的恆星亮度減弱與行星引力束縛的衛星運行有關,這就像一隻小狗跟隨着主人。可惜的是,在證實和測量系外衛星存在的凌日觀測完全結束之前,預定的哈勃望遠鏡觀測已結束。
  除了恆星亮度減弱之外,哈勃望遠鏡還為“系外衛星假說”提供了支持證據,它發現這顆行星凌日現象比預期提早1個小時。研究人員指出,行星“晃動”可能是由行星系統中假設的第二顆行星引力牽引所致,而不是一顆衛星。然而開普勒探測器並未在行星系統中探測到第二顆行星,或許存在着第二顆行星,但是開普勒技術未能探測到。
  基平解釋稱,存在一顆伴隨運行的衛星是最簡單、最有說服力的解釋,它的存在導致光線曲線和軌道時間偏差的第二次亮度減弱。能夠觀測到哈勃光曲線絕對是一個令人震驚的事情,當我繼續觀測這個信號跡象時,我的心臟開始跳得更快了。但是我們知道天文觀測需要保持清醒頭腦,假設它是虛假現象,再進行反證,使用所有可能想到的方法驗證觀測數據。
  這項研究報告發表在《科學進展雜志》上,科學家報道稱,候選系外衛星可能體積非常大,可能與海王星體積相當,像這樣的大型衛星不會存在於太陽系。科學家報道稱,這可能對行星系統的發展產生新見解,並可能使專家們重新審視行星周圍衛星形成的理論。
  據估計,這顆系外衛星的質量可能僅是主行星的1.5%,這顆行星的質量大約是木星的幾倍,這種質量比率類似於地球和月球。在地球-月球系統和冥王星-冥衛一系統中,衛星被認為是岩石行星碰撞殘骸形成的。然而,Kepler-1625b行星和它可能存在的衛星是氣態星球,而不是岩石星球,所以這顆系外衛星可能是通過一個不同的過程形成的。
  研究人員強調稱,如果它的確是一顆衛星,它和主行星都位於恆星宜居地帶中,那麼適宜溫度可在固體行星表面存在液態水。然而,這兩顆星球被認是氣態,因此不適合我們所知道的生命存在。未來對系外衛星的觀測分析,通常將針對木星大小的行星,它距離恆星比地日距離更遠。


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