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两颗被烤透了的行星

 水共山华 2015-01-01

到现在为止,参与NASA开普勒计划的 科学家已经在其他恒星 周围发现了2326颗候选行星 。它们是通过行星 重复经过主星 前方时带来主星 亮度的 周期性减弱而探测到的 。我们科学作者必须要仔细提醒,这些候选行星 中只有少数一部分得到了后续观测的 证实。

不过天文学家确信,只有不到10%的 候选行星 是“伪结果”,也就是看上去好像拥有行星 但是实际没有的 恒星 系 统。因此我对本周早些时候公布的 一条消息不是非常兴奋,也就是说天文学家证实了该探测器辨认的 两颗地球级行星 。在此尺度范围的 开普勒行星 候选对象已经有207颗了,很好的 赌注就是大多数都是真实的 。

而且与一条新闻吹捧的 不同的 是,这两颗名为开普勒-20e与f的 新行星 并不是“迄今发现的 最小的 行星 ”。这一纪录仍旧由环绕着脉冲星 B1257+12的 一颗行星 保持,我可能要补充的 是,它是最初被证实的 系 外行星 ,当时是在1992年!

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研究者确信,恒星 KIC 05807616在膨大的 红巨星 阶段吞掉了两颗邻近的 行星 ,然后又在自己收缩成炽热的 亚矮星 的 时候将行星 吐了出来。(图片提供:S. Charpinet / Univ. of Toulouse)

相反,本周让我天文热情飞涨的 是开普勒的 另一条消息,它同样也发表在《自然》杂志上,宣布可能探测到了两个地球尺度的 行星 KOI 55.01和55.02,它们紧密环绕着一颗炽热庞大的 B型亚矮星 运转KIC 05807616。(KOI的 意思是“Kepler Object of Interest”也就是开普勒探测器的 感兴趣目标。)这一工作由法国图卢兹大学的 斯特凡·查比涅(Stéphane Charpinet)领导,它很重要的 原因是,KIC 05807616曾经是一颗膨大的 红巨星 。

如果要让恒星 如查比涅的 小组计算的 那样,距离主星 表面只有470000与620000盈利,它们必然要有着非凡的 过去。研究者写道:“我们的 两颗恒星 很可能在主星 变成红巨星 的 时候被吞噬,这一阶段在仅仅1800万年前才结束。它们可能曾经在更远的 地方环绕恒星 ,也许被拖曳到了红巨星 包层的 深处,来到了现在的 位置。”

天文学家现在已经知道了大量靠近主星 遭受炙烤的 行星 ,不过这两颗是终极幸存者——而且它们还会告诉我们很多关于太阳系 终极命运的 事情。在大约50亿年之后,太阳将膨胀到当前体积的 200倍,吞掉水星 、金星 和地球。直到现在,天文学家都在假设说遭受这样厄运的 行星 会被烧成灰烬。

不过KOI 55.01和55.02告诉了我们一个完全不同的 故事。也许它们起初是富含气体的 巨型行星 ,在气体外壳挥发殆尽之后只留下了岩石核心。或者象伊丽莎·肯普顿(Eliza Kempton)在《自然》杂志的 评论文章中提到的 那样,“两颗靠近恒星 的 行星 在恒星 脱离红巨星 阶段之后,新近从恒星 抛出外层壳层后的 剩余物中形成。”

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现在看起来两颗可能先前环绕KIC 05807616运行的 行星 随后在恒星 红巨星 阶段膨胀的 时候被吞没,然后在恒星 抛出外层壳层成为炽热亚矮星 之后存留了下来。这一系 统距离地球大约3800光年。(图片提供:Nature)

假设这两颗行星 确实被吞噬过,有可能它们因为引力拖曳恒星 的 外层大气,还加速了恒星 的 质量损失。大多数B型亚矮星 据信是存在于密近双星 系 统中的 ,其中密近的 伴星 在恒星 膨胀的 红巨星 阶段帮助吸走了足够的 质量,将其核心暴露出来。但是看起来部分B型亚矮星 是单星 ,KIC 05807616这个古怪的 例子说明,密近行星 强大的 潮汐拖曳可能会象恒星 级伴星 一样将物质拖走。

需要指出的 重要事项是,KOI 55.01和55.02的 发现途径与大多数开普勒候选行星 不同(也就是通过主星 盘面的 凌星 ),它们也没有被确认。由于存在导致亮度规律变化大量有规律脉动,KIC 05807616已经被仔细地研究过了。但是查比涅与他的 小组发现,两个微弱的 增亮周期过长,不会是恒星 固有的 。在排除了其他的 可能性之后,他们得出的 结论是,开普勒探测到的 必然是被一对周期分别为5.8小时和8.2小时的 行星 反射的 星 光。定量计算后,研究者总结说,这两颗大概是岩质的 行星 应该有着仅仅相当于地球76%和87%的 直径。

开普勒科学小组副组长纳塔利·巴塔利亚(Natalie Batalha)感叹道:“我们只敢想像观测到小型行星 反射光的 特征。我会密切关注这个故事的 结局。”更多细节请阅读这里这里还有这里的 新闻报道。

这是开普勒革新恒星 和行星 科学的 又一个事例。我的 观点是,长期来看,该计划对恒星 的 揭示可能与对恒星 周围行星 的 揭示同样值得被铭记。

(全文完)

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