天文科普:什么是太阳系外行星?

收藏        2020-03-26   来源:瑾轩微人生

系外行星就是指那些围绕着除了我们的太阳之外其他恒星运行的行星. 第一次宣布发现围绕类日恒星(类似太阳的恒星)运行的系外行星是在1995年10月6日。自那之后,天文学家们以令人头晕目眩的速度发现了很多新的系外行星,把已知的系外行星名单扩大到了500多个(500个新的世界)!

天文科普:什么是太阳系外行星?

围绕脉冲星的行星

1991年第一次发现的系外行星是围绕脉冲星运动的。这一发现使天文学家们感到震惊,很难想象一个行星如何能够围绕脉冲星运行,因为任何在脉冲星附近的行星都会被这个脉冲星(快速自转并发射脉冲的中子星)诞生时的超新星爆炸摧毁。从那之后出现了很多试图解释脉冲星附近的行星的理论。无论哪种情况,我们都知道中子星辐射会对生命非常不利。但目前我们如果想要探测像地球大小的行星,只能是在脉冲星的附近。

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多重凌日行星系统这个艺术家的概念描绘了“多重凌日行星系统”,即具有多个行星的恒星。行星从观测者的有利位置使它们的主星黯然失色或凌日。这个角度叫做边上。美国宇航局的开普勒太空望远镜已经发现了数百个这样的多行星系统。

热木星

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图片来源: 美国宇航局埃姆斯研究中心/喷气推进实验室-加州理工

开普勒-62f. 开普勒-62f的艺术想象图,这是一个比地球大一些的行星,绕一颗比太阳小比太阳冷的恒星运行,位于离地球1200光年之外的天琴座.

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图解:2013年1月2日:天文学家估计银河系可能包含多达4,000亿颗系外行星,这几乎是每一颗恒星都有一颗行星。

许多已知的系外行星被称为热木星,这意味着它们跟木星一样大,而且离中心恒星非常近。这类行星被大量地发现,因为探测系外行星的方式对这类距离中心恒星较近的重行星格外灵敏。相反地,大多数系外行星很难被直接探测到,因为它们相对于它们的恒星来说太小了。天文学家们通过行星对恒星的引力扰动“看到”行星,行星的引力会使恒星围绕系统的质心晃动。因为引力与质量和距离有关,所以离恒星近的大质量行星对恒星的影响更大也更容易探测到。

系外行星大气层

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图片来源: 欧洲南方天文台/路易斯.卡尔卡达

绘架座贝塔 b. 在绘架座贝塔恒星尘埃盘上的行星艺术想象图。绘架座贝塔星的年龄仅有1200万年,是我们太阳年龄的三千分之一,但其质量比太阳还要大75%。它位于50光年外的绘架座,是最为熟知的带有尘埃盘的恒星之一。

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2001年,通过观测凌日行星,科学家宣布第一次探测到了系外行星大气层中的化学物质。行星凌日时(行星遮挡在我们和它的恒星之间),恒星的光线因为通过行星的大气层而发生微小地变化,而这一变化是可以被非常灵敏的观测发现的。这次被探测到的物质是钠元素,以往的观测表明这颗行星的质量约为木星的70%,并且非常靠近它的恒星,以至于它的大气层被加热到了1100摄氏度(2000华氏度)!到现在为止,我们已经观测到了20多个系外行星大气层中的化学物质。

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类地行星的探测前景

美国宇航局在2009年开始执行的开普勒太空任务,就是优先使用凌日法来探测类地行星。自开始运行以来,开普勒小组发布了超过2300个系外行星候选体,其中包含一个已确认的与地球大小相似的行星,这颗行星在一个类日恒星的宜居带中。最近,由于光学干涉技术的进步(例如夏威夷天文台的凯克望远镜),很可能也会助力类地行星的探测。

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图解:艺术家显示在银河系内的恒星有行星环绕着是多么普通的现象。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. astro

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