开普勒望远镜首次发现 行星绕两个太阳转

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【大纪元2012年08月31日讯】(大纪元记者任凯文编译报导)天文学家首次发现了两颗行星围绕一对恒星运转,这有点像天行者(Luke Skywalker)的虚构世界塔图因(Tatooine)星球--位于拥有两个太阳的太阳系。

据MSNBC新闻网报导,宇宙中大多数恒星不是单一恒星,而是一对一对地出现,并相互环绕对方旋转。科学家们发现了这些双星系统中的行星,就是所谓拥有两个太阳的环双星行星类似科幻电影《星球大战》中的塔图因。

为了寻找到更多的环双星行星,天文学家分析了来自美国国家航空航天局(NASA)开普勒太空望远镜数据,该空间望远镜自2009年3月发射以来已经发现了2,300多个潜在的外星世界。在此之前开普勒已经对四个双星系统的行星轨道进行探测,如开普勒-16、开普勒-34、开普勒-35及开普勒-38。

科学家们近日宣布发现了开普勒-47,这是第一次发现了这种拥有环绕这对恒星的多个行星系统。该恒星和它的两个行星分别被称为开普勒-47b和开普勒-47c,离我们大约5,000光年远,位于天鹅座方向上。

该项研究的主要科学家,圣地亚哥州立大学天文学家欧罗斯(Jerome Orosz)告诉空间网站(SPACE.com):“开普勒-47告诉我们,双星能拥有相似的行星系统,就像我们看到的单恒星系统一样。在银河系中,大多数恒星都是以双体系统或者多体系统存在,所以行星系统能以这些类型系统存在的事实非常重要。如果我们仅限于在单恒星系统中寻找行星,那么我们将错过银河系中大部分恒星。”

行星距离我们太远以致用肉眼根本看不到。相反,当它们在它们的恒星面前通过或者穿越使这些恒星的亮度减弱时,我们才发现它们。这种亮度减弱非常微小,对行星开普勒-47b来说只减弱0.08%,对开普勒-47c是0.2%。相比之下,金星在其最近的穿越期间约挡住了太阳表面的0.1%。开普勒收集的数据使研究人员能够推断出行星和轨道的相对大小。此外,科学家们也依赖于来自西德州的麦克唐纳天文台的跟踪观测数据。

其中一颗恒星是像我们的太阳,而另外一颗大约是前者的三分之一大小,且亮度是前者的175分之一。位于内侧轨道和外侧轨道的行星直径分别是地球的3倍和4.6倍。这较小的行星是目前见到的最小的环双星行星。内侧轨道上的行星公转周期为49.5天,而外侧轨道上的行星公转周期为303.2天,这是目前为止在过境外行星中发现的最大周期公转的行星。两颗恒星互相环绕周期为7.5天。

科学家们今年8月28日在《科学》(Science)杂志上发表了他们的研究结果。详细的结果8月29日在国际天文学联合会大会(General Assembly of the International Astronomical Union)上公布。

有趣的是,那个外侧轨道上的行星潜伏在类似于地球的可居住带上。这意味着该行星在其表面有支持液态水的温度。该研究的合作者,哈佛-史密森天体物理学中心的卡特(Joshua Carter)说:“我们了解到这个双星系统和我们的太阳系类似,但它们拥有两个太阳。”

虽然那个外侧行星可能是一个比天王星稍微大一点的气体巨行星,因此就不适合生活,但是这些研究结果表明,环双星行星确实存在在宜居带上。该项研究合著者、来自圣地亚哥州立大学的威尔士(William Welsh)说:“我发现最让我兴奋的事情是在环双星行星中有可居住的可能性。开普勒-47c行星不可能存在生命,但如果它拥有较大的卫星,那么将是一个非常有趣的世界。”

环双星行星可能遭受比较奇怪的气候波动。在地球上,太阳是一个相对稳定的光源,我们接收到的太阳辐射或能量只有0.1%左右的变化。欧罗斯说:“因此,在数年或几十年内,我们不需要担心太阳现在发生了什么。对于一颗围绕双星系统的行星而言,光照强度在几天至数周内就会出现数个百分点的变化。此外如果这颗行星的自转轴是倾斜的,也会对行星气候有影响,所以这类行星的季节变化迅速又复杂。另外,比方说,为讨论方便,假定那颗行星自转周期为24小时,就像我们地球。因为有两个太阳,而不是一个,所以,那对恒星日出或日落位置将使那儿白天时间可能超过12小时。”

欧罗斯接着说:“由于开普勒太空望远镜已发现的所有环双星行星的轨道都与其公转恒星轨道之间存在密切关系,所以你会定期看到日全食。像开普勒-47这种情况,当第二颗恒星运行到主要恒星面前时,光照量下降了大约15%。这种情况约每隔7天半就会发生一次。”

新的发现表明,行星系统甚至在双星周围混乱环境下也能形成和生存。研究人员希望这些开普勒-47的行星起源位置,和它们现在的轨道相比,在更远的地方,因为这些更远位置对大行星形成更为有利。然后,由于恒星周围尘埃以及气体的相互作用,它们最终向内侧轨道迁移。

欧罗斯说:“我们认为这些行星和大多数其它行星都是形成于恒星形成过程中遗留下来的尘埃盘。在两颗恒星轨道的相互运动下,这尘埃盘能在一对新形成的双星附近生存不是显而易见的事情。但是现在看来,在双星系统中除了轨道间距有细微差别之外,它们周围的行星系统可能与单恒星系统的行星轨道环境类似。”

在未来,研究人员希望在双恒星系统中寻找较小的外来行星。欧罗斯说:“我们现在还停留在简单的看得见情况下搜索,所以我们需要更好的软件帮助我们实现流程自动化。在更多时间和数据条件下,我认为我们能在开普勒数据中找到更多环双星行星系统。”

(责任编辑:张东光)

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