英國《自然·天文學(xué)》雜志：一個新的候選系外衛(wèi)星Kepler
英國《自然·天文學(xué)》雜志：一個新的候選系外衛(wèi)星Kepler-1708 b-i(Credit: Helena Valenzuela Widerström)
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)科技日報（張夢然）：所謂系外衛(wèi)星，是自然志指圍繞太陽系外行星旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。英國《自然·天文學(xué)》雜志近日發(fā)表的天文武漢高級資源上門服務(wù)vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達一篇論文描述了一個新的候選系外衛(wèi)星——Kepler-1708 b-i。一旦其系外衛(wèi)星的學(xué)雜新的系外身份得到確認，大小為地球2.6倍的候選Kepler-1708 b-i 或為破解系外行星系統(tǒng)的形成與演化提供極其重要的新線索。
我們的衛(wèi)星太陽系中到處都有衛(wèi)星，但我們迄今還無法證實任何一個太陽系外、英國繞系外行星旋轉(zhuǎn)的自然志衛(wèi)星的身份，之前曾發(fā)現(xiàn)過一些系外衛(wèi)星均為“候選”，天文比如2018年的學(xué)雜新的系外Kepler-1625 b-i。
以一定距離繞母恒星旋轉(zhuǎn)的候選冷巨行星，其實是衛(wèi)星有利于衛(wèi)星形成的一個區(qū)域，如木星或土星，英國然而，自然志太陽系外這類行星很難用凌星法探測到。天文凌星法本是發(fā)現(xiàn)系外行星最常用的方法，主要觀測行星-衛(wèi)星系統(tǒng)從正面橫越母恒星時導(dǎo)致的微小的亮度減弱。
鑒于此，美國哥倫比亞大學(xué)科學(xué)家戴維·基平及其同事，此次分析了開普勒太空望遠鏡通過凌星法發(fā)現(xiàn)的系外行星，以尋找系外衛(wèi)星存在的武漢高級資源上門服務(wù)vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達痕跡。他們主要分析了70個溫度很低（低于300開爾文，大約相當(dāng)于27°C）的氣態(tài)巨行星，這些氣態(tài)巨行星以大于地日距離的距離圍繞各自的母恒星旋轉(zhuǎn)，即軌道周期長于一年。
經(jīng)過嚴格篩選，研究團隊只在一顆和木星差不多大的系外行星Kepler-1708 b周圍發(fā)現(xiàn)了一個信號。對這個信號的最佳解釋是Kepler-1708 b周圍有一顆系外衛(wèi)星Kepler-1708 b-i，僅有1%的可能性，這是一個偽信號。
研究人員提醒道，目前仍需進一步證明Kepler-1708 b-i信號的真實性，并確認其系外衛(wèi)星的可能身份。但他們指出，通過理解這類大型衛(wèi)星的起源，將對我們已有的行星形成理論提出挑戰(zhàn)。
相關(guān)報道：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆疑似系外衛(wèi)星 約地球2.6倍大
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)新浪科技：國外媒體報道，在過去30年間，系外行星領(lǐng)域的研究可謂一路突飛猛進。到目前為止，共有3677個行星系中的4903顆系外行星已得到證實，還有8414顆尚待確認。這些行星十分豐富多樣，從“超級木星”到“超級地球”、再到“迷你海王星”和“水世界”，都為我們拋出了許多與行星形成和演化相關(guān)的問題。
其中有一個問題尤為重要：天然衛(wèi)星、或者說“系外衛(wèi)星”究竟扮演了什么角色？它們之間又有哪些共通之處？“
考慮到太陽系中衛(wèi)星的數(shù)量，我們完全可以據(jù)此推斷，衛(wèi)星在銀河系中無處不在。然而，雖然已知的系外行星已多達上千顆，但至今沒有經(jīng)過證實的系外衛(wèi)星供我們研究。不過在哥倫比亞大學(xué)教授大衛(wèi)·基平、以及一支國際天文學(xué)家團隊的努力下，這種局面或?qū)⒏淖儭Ｔ诮谝豁椨蒒ASA支持的研究中，基平和同事們報告了他們在分析開普勒太空望遠鏡數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)的一顆疑似系外衛(wèi)星。
該研究團隊成員來自加州理工學(xué)院NASA系外行星科學(xué)研究所、NASA艾姆斯研究中心、麻省理工學(xué)院卡弗里天體物理學(xué)與太空研究所、加州大學(xué)洛杉磯分校莫尼·布米克理論物理研究所、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院粒子物理與天體物理研究所、以及臺北中央研究院天文學(xué)及天體物理學(xué)研究所。
基平教授由于在系外行星領(lǐng)域所做的開創(chuàng)性研究聞名海外。多年來，他和同事們一直在探索對系外行星開展研究和性質(zhì)描述的方法。此外，基平教授還是“開普勒系外衛(wèi)星搜索項目”的首席研究員。該項目與哈佛大學(xué)史密森尼天體物理中心聯(lián)辦，致力于在開普勒任務(wù)收集的數(shù)據(jù)中找到系外衛(wèi)星存在的證據(jù)。基平在一封郵件中寫道：
“天文學(xué)家一般分為兩類，一類想弄清宇宙的運作原理，另一類則想知道是否存在外星生命。而系外衛(wèi)星對這兩類天文學(xué)家都很重要。對前者而言，系外行星能為我們舉例說明，宇宙中其它地點的衛(wèi)星會以何種形式存在。例如，每當(dāng)我們仰望月球時，都忍不住思考，它的形成究竟是億萬分之一的運氣使然，還是行星形成過程中的必然結(jié)果。”
“對后者而言，衛(wèi)星有可能成為生命的家園，這也是科幻小說的常見題材。既然NASA的首要目標之一是了解類地天體的普遍性，尋找衛(wèi)星自然是其中的必要一環(huán)。事實上，就我們所知，宇宙中大部分的宜居環(huán)境也許都位于衛(wèi)星上。”
月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，其形成和演變與地球本身緊密相關(guān)。根據(jù)“大碰撞說”，大約45億年前，一顆火星大小的天體（名叫“忒伊亞”）撞上了原始地球，由此形成了如今的地球和月球。此外還有一些科學(xué)家推測，這次劇烈撞擊或許正是地球現(xiàn)在如此宜居的原因。還有一種理論認為，月球有助于維持地球內(nèi)部物質(zhì)的流動，由此產(chǎn)生的磁場可以保護我們不受太空輻射傷害。出于以上原因，基平和同事們對系外行星系展開了研究，尋找探測系外衛(wèi)星的途徑。他們采用的方法之一叫做“凌日時間變分法（簡稱TTV）”，將系外行星出現(xiàn)的引力波動解讀為衛(wèi)星造成的影響。另一種方法是通過凌日光度測定法，尋找正在經(jīng)歷凌日過程的系外衛(wèi)星。
2017年，基平與開普勒系外衛(wèi)星搜索項目團隊發(fā)現(xiàn)了目前為止最有希望的系外衛(wèi)星“候選人”：開普勒-1625b-i。通過開普勒望遠鏡的凌日法測定結(jié)果，該團隊發(fā)現(xiàn)了距地球8000光年之外、一顆海王星大小的系外衛(wèi)星（或者雙行星）圍繞一顆類似太陽的恒星旋轉(zhuǎn)的證據(jù)。一年后，他們又發(fā)布了由哈勃望遠鏡收集的新證據(jù)，進一步佐證了之前的發(fā)現(xiàn)。由于系外衛(wèi)星探測難度很大，開普勒-1625b-i至今仍是唯一的疑似系外衛(wèi)星。如基平所說：
“系外衛(wèi)星的探測頗具挑戰(zhàn)性，因為它們一般比行星小，所以很難發(fā)現(xiàn)；它們的信號也容易與行星凌日信號混在一起、難以區(qū)分。尋找系外衛(wèi)星的方法有很多很多。但從簡潔性的角度考慮，凌日法應(yīng)該是最有效的方法，在系外行星的尋找中取得了很大成功。而且凌日現(xiàn)象是重復(fù)性事件，讓我們有機會對假說進行驗證。”
如上文所述，天然衛(wèi)星在太陽系中的氣態(tài)/冰質(zhì)巨行星周圍十分常見。這些行星的軌道全都在冰凍線之外，因此“比較寒冷”（與熾熱的木星和海王星相比）。對于氣態(tài)和冰質(zhì)的系外巨行星來說，或許也是同理。受此啟發(fā)，基平和同事們對開普勒望遠鏡收集的數(shù)據(jù)進行了檢索，尋找系外衛(wèi)星與其圍繞的行星共同經(jīng)歷凌日的跡象。
“據(jù)我們推測，像木星那樣熾熱的行星周圍有衛(wèi)星的可能性不大，因為不適合衛(wèi)星‘存活’。我們認為寒冷的巨行星是最佳搜尋目標，但也只是猜測而已。”
為進一步驗證這一假說，基平和同事們對開普勒望遠鏡收集的寒冷氣態(tài)巨行星的歷史數(shù)據(jù)進行了分析。這些行星體積約為木星兩倍大，軌道周期在400天以上。在排除了凌日次數(shù)不足兩次（以及結(jié)果疑似假陽性）的天體后，他們總共篩出了73顆系外行星，作為考察樣本。接著，他們在“行星+衛(wèi)星”和“只有行星”的模型基礎(chǔ)上、對這些樣本展開了分析，判斷在何種情況下，出現(xiàn)“行星+衛(wèi)星”的可能性最大。最終他們認為，開普勒-1708b是最有希望的“候選人”。
“這是唯一一顆通過了我們能想到的所有檢驗的天體。”基平指出，“最好的解釋就是，它發(fā)出的是凌日信號，最適用的天體物理模型也是‘行星+衛(wèi)星’模型。在開展了大量測試后，我們找不到任何理由淘汰這一假說。”
當(dāng)然，這項研究仍處于初期階段。基平和同事們也承認，尋找探測方法和精進技術(shù)都需要一定時間。“我相信我們可以從已經(jīng)取得的這些成功出發(fā)，最終找到體積更小的衛(wèi)星。到時候，我們也許不會對它們的性質(zhì)感到猶疑不定，因為它們可能與太陽系中的衛(wèi)星有許多相似之處。”
此外，隨著詹姆斯·韋伯和南希·格雷斯·羅曼等新一代太空望遠鏡的問世，對系外行星和系外衛(wèi)星的研究將從中受益良多。如今詹姆斯·韋伯望遠鏡終于升空，鏡面和防熱罩也已部署完成，天文學(xué)家預(yù)計它在六個月之內(nèi)便可開始拍攝工作。與此同時，極大望遠鏡、大麥哲倫望遠鏡等地面望遠鏡也將把系外衛(wèi)星的搜索范圍進一步縮小。
利用其巨大的主反射鏡、分光儀、日冕觀測儀、以及自適應(yīng)光學(xué)儀器，這些觀測站將對系外行星展開直接成像研究。在它們的幫助下，我們也許可以找到發(fā)現(xiàn)離恒星較近的小型巖質(zhì)類地行星，或許還能發(fā)現(xiàn)圍繞其旋轉(zhuǎn)的系外衛(wèi)星在光譜中留下的蛛絲馬跡。 |
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