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地面望远镜检测超级地球过境 为遥感系外行星铺平道路

2014-12-03 16:51:39   来源:纪录网   评论

  

  北京时间12月3日消息,据科学日报报道,天文学家利用地面望远镜首次测量到超级地球从一颗明亮的类似太阳的临近恒星过境。系外行星巨蟹座55e(55 Cancri e)的过境是从地面上检测到的最浅的过境。因为检测过境是分析行星大气层的第一步,成功检测到过境预示着可以定义很多小型行星的好兆头,这些小型行星是接下来几年未来太空项目的观测目标。

  天文学家利用地面望远镜首次测量到超级地球从一颗明亮的类似太阳的临近恒星过境

  这支国际研究小组利用了位于西班牙拉帕尔玛岛的北欧光学望远镜,按照现代标准这只是个中等规模的机构,但它却配有最先进的设备仪器进行这项检测。之前对行星过境的观测必须依赖太空望远镜。

  宿主恒星巨蟹座55距离地球55光年远,位于肉眼可见范围。在过境过程中,行星经过巨蟹座55并阻挡了一小部分星光,它降低了恒星亮度的0.05%,并持续了2小时。这显示了行星的大小大约为地球的2倍,或者直径为16000英里。

  “我们的观测显示我们可以利用地面望远镜检测小型行星从类似太阳的恒星前方过境。” 研究首席作者、英国贝尔法斯特女王大学的厄恩斯特·德·穆伊( Ernst de Mooij)这样说道。“这尤为重要,因为接下来的太空项目,例如掩星系外行星探测卫星(TESS)和柏拉图项目(PLATO)应该会在明亮恒星附近发现很多小的行星,我们希望能够利用地面设备跟进这些发现。”

  掩星系外行星探测卫星是预计2017年发射的美国宇航局项目,而柏拉图将由欧洲航天局于2024年发射;两个项目都将搜寻临近明亮恒星附近的过境类地行星。

  “这些结果暗示着我们距离利用地面望远镜检测小型行星大气层又近了一步,”研究合作作者、哈佛大学史密森天体物理中心(CfA)的梅赛德斯·洛佩兹-莫拉莱斯(Mercedes Lopez-Morales)这样说道。“我们正在为检测临近恒星附近的类地行星的生物标记铺平道路。”

  “我们所实现的非常了不起,它突破了现有望远镜和仪器设备的极限,尽管面临着地球自身混乱大气层所引发的并发症。”研究合作作者、加拿大约克大学的雷·贾亚瓦哈纳(Ray Jayawardhana)这样说道。“在几十光年的距离进行遥感并非易事,但借助合适的技术和巧用独创性也是可以实现的。”

  行星巨蟹座55e体积约为地球2倍,质量约为地球8倍。自转周期为18小时,它是该系统里五颗行星中距离宿主恒星最近的一颗,这导致它的白天温度高达1700摄氏度,足以熔化金属,这样恶劣的环境对生命来说根本无法生存。这颗行星的存在最早是10年前通过径向速度法侦测(本质上是行星引力对恒星的扰动)确定的,随后利用MOST和斯皮策太空望远镜的过境观测进一步证实了它的存在。

  在此之前,利用地面望远镜只观察到一颗超级地球,环绕红矮星的GJ1214b。这颗超级地球混乱的气体导致观测非常困难。但研究小组成功观察到巨蟹座55e增加了定义未来调查或可能发现到的十几个超级地球特征的前景。

  “我们预计这些调查将发现非常多临近的类地行星,太空望远镜将无法跟踪调查全部类地行星。因此未来地面设备将成为关键,而这项研究恰好显示了地面望远镜在这样的跟踪调查里将如何‘尽自己绵薄之力’。” 洛佩兹-莫拉莱斯补充说道。

  这一研究小组还包括艾萨克牛顿望远镜小组的雷恩·卡亚雷宁(Raine Karjalainen)和玛丽·鲁德科娃(Marie Hrudkova)。他们的发现被发表在期刊《天体物理学快报》上。

  总部位于美国马萨诸塞州坎布里奇的哈佛大学史密森天体物理中心(CfA)是史密森天体物理天文台和哈佛大学天文台之间的合作,CfA的科学家们分别在六个研究部门工作,主要研究宇宙的起源、进化和最终命运。

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