在雙恆星多行星系統“開普勒47”中發現了第三顆行星_風聞
酆都御史-仰观宇宙之大,俯察品类之盛2019-04-17 12:35
在電影《星球大戰》中,天行者的故鄉是一顆叫做塔圖因(Tatooine)的乾燥行星,這個行星有兩個太陽,一個明亮、一個較為暗淡。
開普勒47就是這樣一個有兩個太陽多個行星的恆星系統,它是已發現的唯一的圍繞雙恆星運行的多行星系統。
NASA的開普勒太空望遠鏡尋找系外行星的方法是觀測恆星光度變化,判斷是否發生行星凌日現象。當一顆行星從它的恆星前面經過時,會使恆星的光度下降,這需要很大的運氣,行星必須與它的恆星以及地球觀測者完全對齊。
開普勒望遠鏡在2012年首次發現開普勒47d,確切的説是感覺到疑似存在,當時並不確定,因為它引起的光變並不明顯。

開普勒47系統中的三顆行星,中間是最新發現的也是最大的行星。
上圖來源:NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
開普勒47系統中的兩顆恆星,一顆接近太陽太小,另一顆更小,温度更低,它們每七天半相互繞軌道運行一週。內側軌道上的行星47b每49天公轉一圈,直徑大約是地球的三倍。外側軌道的行星47c則有303天的公轉軌道,直徑是地球的4.7倍。這次確認的行星47d的軌道位於前兩個行星之間,每87天公轉一週,直徑約為地球的7倍。
它們的軌道排列非常緊密,但不完全在一個平面上,軌道平面的角度會隨着時間的推移而發生緩慢的進動變化。
2012年47d首次被發現時光度數據變化很小,雖然讓天文學家產生懷疑,但不足以確定。隨着開普勒望遠鏡的持續觀測,凌日光變更加明顯,直到最近被確認。
由於開普勒依靠凌日現象探測系外行星,只能揭示出行星的直徑,質量很難確定。但是在開普勒47系統中,因為兩顆恆星和三顆行星都相互拉扯,所以科學家可以對它們的質量有所瞭解。新發現的47d的密度大致與土星一樣,不到最外層的47c密度的一半。
密度很重要,但並不一定有意義,如果它擁有土星的質量和密度,那麼它就是一個氣態巨行星。如果它是地球質量土星密度,那就非常不同了,意味着這個行星不同於我們太陽系中的任何行星,是一種新的行星形態。
瞭解這三個行星的季節變化和温度範圍是也一個具有挑戰性的難題,因為無法知道它們是否像地球一樣具有自轉傾角。黃赤交角產生季節變化,在這個有兩顆恆星的世界裏,季節性温度變化會變得相當複雜。
開普勒47的行星似乎位於恆星輻射的“宜居”區域。雖然47c可能是一個沒有固體表面的氣態行星,但它可能有適宜生命的衞星存在。不過對此不能過於樂觀,情況要複雜的多。一般認為任何行星都不是在他們目前的軌道上形成的,每一個行星都誕生於距離恆星更遠的地方,然後轉移進來的。這種轉移對於維持衞星是很難的,它們很容易被拋離或者撕碎,甚至撞向行星。而那些軌道距離恆星很近的行星更難以保持它們的衞星。
開普勒47系統中也許還隱藏着更多的行星,如果它們的軌道位於距離恆星更遠的地方,就會降低它們產生凌日現象的可能性。隨着越來越多的系外凌日觀測設備投入觀測,可以保證會發現更多像開普勒47這樣的多行星系統。
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