遮灼烁 窥巨细

http://www.xihong021.cn/   2014-01-29 18:56　  网络整理    【字号：大 中 小】

在双行星系统中，由于外层行星的重力浸染，内层行星轨道呈现毛病。

　　当系外行星猎人日前公布发明白一簇“迷你海王星”时，他们要强调的不只仅是系外行星的多样性。之前，这种最轻的行星从未在太阳系以外被发明过。科学家于美国天文学会集会会议上公布的这些结论还显示了一种借助行星“凌日”计较系外星球质量的很有前途的要领的气力。

　　这个名为“凌日时刻变革”（TTV）的新技能使得天文学家可以或许将美国宇航局开普勒太空望远镜发明的数十颗系外行星的图景填充完整。

　　开普勒传回的数据仅展现了一颗行星的巨细和轨道周期。要想知道它是岩石、气体照旧这两种物质的殽杂物，天文学家还需要知道它的质量。习惯上，他们会求助于陆基望远镜，通过丈量相关恒星的摆动获得数据。可是TTV可以或许仅凭借开普勒传回的数据就确定星体的质量。

　　“我们已经进入TTV时代。”马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心天文学家David Kipping说，“我们要找到地球的同胞姐妹，最好的要领就是借助凌日时间变分法得到星体的质量，这对领略方针星球是否真正是地球2.0至关重要。”正是Kipping公布了这颗名为KOI-314c的轻质量系外行星的存在。

　　TTV是由哈佛大学天体物理学家Matthew Holman及同事设计出来的。假如两颗或更多的行星可巧近间隔环绕一颗恒星运行，他们判定，星球互相间的重力拖拽将改变它们的轨道周期。假如个中一颗行星是凌日行星——当它穿过恒星和其他行星之间时，会使母星的光泽变暗，天文学家将发明其通过期间随多样化的轨道而改变，这就泄露了行星伙伴的信息。假如两颗行星都是凌日行星，天文学家就能通过丈量它们的轨道扰动，计较出行星质量。

　　2005年，Holman及其同事颁发了这一理论，西雅图市华盛顿大学的Eric Agol和同事险些同时提出了一个相似的方案。但数年之后，天文学家未能发明凌日时间变革现象，因为险些所有的已知系外行星都是气态巨星，仅环绕母星彷徨。理论家认为，此类行星在间隔恒星较远的位置形成，之后进入这里，排除了发生摇摆的潜在伙伴。

　　多亏开普勒太空望远镜，使得该要领从理论走向应用。直到2013年，该望远镜视察到16万颗恒星的亮度资料，发明白凌日行星带来的亮度变革迹象。开普勒还发回了数十个行星系的数据，个中很多包括多重行星。

　　实际上，自2010年起，天文学家开始举办TTV信号检测。从当时到此刻，他们的履历一直在增加。

　　Kipping及其同事在梳理开普勒传回的有TTV迹象的数据时，无意中发明白KOI-314c。可是恒星KOI-314是一颗间隔地球200光年的红矮星，其周围的凌日数据指示出两颗行星的存在。它们的运行时间同步变革：当一颗行星公转减速时，另一颗行星就加快，反之亦然。“我们发明白沟通的TTV迹象，彼此间此消彼长。”Kipping说，“很显然这两颗行星彼此影响。”

　　通过计较机模仿，研究人员计较出了这两颗行星的质量。他们发明KOI-314c每23天绕其母恒星一周，质量与地球相似，尽量其半径比地球大了近60%。Kipping研究小组揣度，这颗行星（迄今为止发明的最轻的系外行星）有一个岩芯和厚厚的气态大气层。老手星KOI-314b也具有雷同的尺寸，但质量是前者的4倍。

　　同时，伊利诺伊州西北大学天文学家Yoram Lithwick领衔的研究小组也阐明白开普勒发明的163颗系外行星的TTV特征。该研究小组确定，个中约莫60颗行星的质量范畴在地球到海王星之间，而且比同质量岩石行星的预期尺寸大得多，这表白它们被稠密的外层大气所包裹。

　　研究人员还发明这样一种模式：行星半径越大，其密度就越小。“假如你让一个对象酿成两倍大，那么它的密度就是本来的四分之一。”Lithwick体现，这个惊人的发明“将对领略行星的形成发生庞大影响”。

　　Kipping 留意到，有关TTV最好的工作是，它可以或许从开普勒数据中被梳理出来。它也能发明间隔恒星过远无法探测到晃动的行星的质量，从而辅佐寻找雷同地球的宜居星球。Kipping说，“凌日时刻变革技能的瑰丽在于，无论它间隔母星有多远”，都能计较出行星的质量。不外，Holman也暗示，“我不会期望TTV可以或许发生很是高的精度”。

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