http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2012-05-13
天文学家首次探测到超级地球红外辐射信号(图)
天文学家首次探测到一颗“超级地球”发出的红外辐射信号，这颗系外行星位于40光年之外
通过数据，科学家们计算出这颗系外行星，即巨蟹座55e的半径相当于地球半径的两倍，而其公转轨道周期为18小时
就像电影《阿凡达》中，当潘多拉星球围绕气态巨行星‘波吕斐摩斯’（Polyphemus）运行，当你从潘多拉星球上看波吕斐摩斯星球，你就能体会从行星巨蟹座55e上看它围绕运行的恒星究竟会感觉它多么巨大
新浪科技讯 北京时间5月11日消息，据国外媒体报道，要想从恒星的炙热覆盖中找出其近旁行星发出的热辐射信号简直就无异于要从10000根蜡烛中找出其中的一根来，但是科学家们现在就真的做到了这样的事：他们识别出一颗位于40光年之外的恒星近旁的一颗系外行星发射出的红外波段辐射信号。但是这颗行星的环境非常恶劣，人类是不会想要到这里生活的——这颗行星名为巨蟹座55e，其表面温度超过2000摄氏度，这一温度足以熔化钢铁。
来自美国麻省理工和其它科研机构的研究人员们表示这一行星可能缺乏高反射率的表面，如冰盖等等。与之相反，它会吸收大部分照射到其地表的阳光，这就有点像是地球上暗黑的深海会吸收大部分阳光一样。
借助运行于地面和空间的望远镜设备，天文学家们对一颗恒星的光谱进行分析，试图从中识别任何可能暗示其周围存在行星的线索。周期性的光变显示这颗恒星的周围存在行星运行，正是它周期性的遮蔽造成了恒星亮度的规律性变化。通过这些数据，科学家们现在已经估算除了这颗系外行星，即巨蟹座55e的半径(相当于地球半径的两倍)，以及它的公转轨道周期(18小时)。
尽管恒星的强烈光芒确实让天文学家们方便探测并分析其光谱特征，但是同样的原因，让天文学家们试图捕捉其近旁暗弱的行星的辐射特征变得困难重重。此项研究合著者，MIT地球，大气及行星科学系博士后研究员布鲁斯-奥利佛·得莫利(Brice-Olivier Demory)说：“这颗行星距离恒星的距离太近了，因此它被照地很亮。”他说：“这就像电影《阿凡达》中，当潘多拉星球围绕气态巨行星‘波吕斐摩斯’(Polyphemus)运行，当你从潘多拉星球上看波吕斐摩斯星球，你就能体会从行星巨蟹座55e上看它围绕运行的恒星究竟会感觉它多么巨大。”
研究小组借助美国宇航局斯皮策空间望远镜的数据，这台设备可以检测太阳系内外天体在红外波段发出的辐射。得莫利和他的同事们将望远镜对准巨蟹座55星，对它的行星通过其正后方导致的持续长达6小时的“掩星”现象进行观测。
得莫利小组测量了掩星现象发生前后星光的变化，结果发现当恒星完全遮蔽行星时，恒星体系的亮度出现了轻微的下降。为了确认这一下降并非误差导致，研究小组额外进行了3轮重复观测，并对获取的全部4组数据进行对比分析。
论文合著者，斯皮策望远镜项目首席科学家麦克·吉龙(Michael Gillon)说：“当你将所有数据叠加在一起，你就会看到一个完美的光变曲线，它清楚地显示了由于行星被彻底遮蔽而导致的恒星系统整体亮度下降。这是我们首次目睹来自一颗行星的微小光芒。”
从这颗行星发出的红外辐射分析，研究人员们精确地计算出了这颗天体的温度——2360开尔文，约合2038摄氏度。在如此高温下，得莫利指出这颗行星应当看上去相当黑暗，不存在类似冰盖这样的高反射率表面，并且会吸收大部分来自恒星的热辐射。
这颗行星的温度数据或许还会对研究人员们了解其大气层特征提供些许帮助。巨蟹座55e围绕其母恒星的运行方式非常类似于月球围绕地球运行的方式——即两者已经处于潮汐锁定状态，永远以一面面朝恒星。得莫利认为这颗行星的高温绝大部分应当是集中在其向阳面，并且这些热量将很难被顺利传导至其背阴面。这也就是说，这颗行星上不太可能存在强劲的狂风。
菲尔·阿米塔格(Phil Armitage)是科罗拉多大学天体物理学教授，他说对于任何仪器来说，包括斯皮策空间红外望远镜，要想对系外行星进行直接观测都非常困难。他将此次麻省理工小组的观测成果称作“真正将一台设备的观测能力推向极限的伟大案例。”他指出，对这颗行星的红外辐射观测将帮助我们确认这颗“超级地球”的更多特性。
他说：“‘超级地球’的概念非常有趣，因为它们在太阳系中完全找不到相类似的对应天体。对于它们究竟是如何形成的，甚至它们是由什么形成的，我们都知之甚少。这是一个谜团，它需要除了这颗行星的半径和质量以外的其它参数来帮助我们才能解开。”(晨风)
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研究负责人约翰-塞蒂亚旺在德国海德尔堡马普天文研究所进行了这项研究，他说：“银河自己迄今还未完全形成。”在最近的一项研究期间，塞蒂亚旺及其同事发现有两颗行星围绕编号是HIP 11952的恒星运行的迹象。根据该科研组的计算结果可知，其中一颗行星几乎与木星一样大，它围绕轨道运行一周大约需要7天时间。另一颗行星的质量是木星的近3倍，围绕轨道运行一周需要9个半月。如果这些行星是在它们的主星形成很久以后才诞生的，那么它们可能比看起来更加年轻，然而该科研组表示，这种假设不太可能是真的。塞蒂亚旺说：“通常行星会在恒星形成后不久就诞生了。第二代行星也有可能会在一颗恒星死亡后形成，不过这种猜测仍具有争议性。”
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