新型探測方法發現眾多疑似「熱木星」

太空中有一種與木星大小相仿，卻距離其寄主星非常近的行星，名為熱木星。美國耶魯大學的研究人員採用機器學習的新型演算法，發現了60顆疑似熱木星。如果確認，這些閃亮的行星或將有助於科學家解開它們的形成之謎。

這是一張熱木星的插圖。熱木星，是與我們太陽系的木星大小相仿，但與其寄主星相距極近的一類行星。供圖：NASA, JPL, CALTECH撰文：Nadia Drake 圍繞其它恆星公轉的行星已經快要無處遁形了。 科學家首次藉助行星反射的恆星光線，找出了60個巨大而又熾熱的疑似行星。這些行星全都圍繞著宿主恆星公轉，但它們像鏡子一樣，把恆星的一些光線反射到了地球上，使它們所在的恆星系的亮度提高了一點，卻足以被科學家們發覺。 這些最新發現還需要另外一種尋找行星的方法進行單獨確認。不過，如果其中的某些行星真的存在，科學家或將揭示這些木星大小的熾熱行星（熱木星）形成的過程。 「當行星公轉到恆星背後時，能看到一束亮光，因為你看到的是行星被照亮的一側。」耶魯大學研究生Sarah Millholland說道。上周五，她在「開普勒及K2科學大會」上展示了自己的成果。 這60顆疑似行星隱藏在將近20萬顆恆星之間。美國宇航局的開普勒太空望遠鏡凝望一小片夜空長達4年，為這次發現奠定了基礎。儘管開普勒望遠鏡已經在這些恆星之間發現並確認了2300多顆行星，但它並不能發現全部的行星。 這是因為，開普勒望遠鏡是圍繞太陽公轉的，遙遠的行星通常只有恰好經過其寄主星和望遠鏡之間時，它才能探測到這顆行星遮擋住其寄主星的一絲光線，從而發現這顆行星。這種發現行星的方法叫作「凌日法」。然而，凌日法只能發現10%的熱木星。 加州理工學院的Courtney Dressing說：「我們利用凌日法只能發現某些以特定方式排列的恆星系，卻無法發現銀河系中的大部分行星。Sarah Millholland找到了一種識別更多行星的方法，甚至在那些不呈直線排列的星系中也能發現行星。」 秘訣在於：這種方法發現的行星要麼很大，要麼很亮。 Sarah Millholland說：「行星半徑足夠大才能反射光線。」或者，行星雖然小但是反射性要反常地強，比如Kepler-10b這顆遍布岩漿海洋的星球。 閃閃發亮Sarah Millholland與耶魯大學的Greg Laughlin合作，開發出了一種新的方法，即從開普勒望遠鏡4年的觀測數據中梳理出這類行星的跡象。基於之前的研究，Sarah Millholland和Greg Laughlin找准了研究方向。此外，有幾顆行星確實反射了其寄主星的光線，其中還包括一顆凌日的熱木星。 於是，Sarah Millholland和Greg Laughlin利用數千個合成資料庫和已知行星的觀測結果，開發出了一種演算法，從龐大的開普勒資料庫中篩選、尋找閃亮的行星。 Sarah Millholland對142630顆恆星運行了這個程序，尋找公轉時間不到一個地球周的非凌日大行星。結果，他們發現了60顆熱木星，比用常規的凌日法找到的要多將近4倍。 熱木星其實很罕見。觀測表明，僅有1%的類太陽恆星周圍有這類行星。尋找熱木星的新方法並不能大幅改變其稀有性，卻能幫助科學家進一步了解這種奇異星球的形成過程：它們是從離恆星較遠的地方形成之後運轉到了較近的地方，還是就在它們現在的位置得以形成？ 要回答這個問題，可以使用Millholland的方法，在距離寄主星相當遠的地方仍存在較小行星的恆星系裡尋找熱木星。如果在靠近恆星的地方存在體積龐大的熾熱行星，那熱木星就不大可能是從距離恆星較遠的地方形成之後又逐步靠近恆星的，因為，如果存在這種情況，熱木星的引力可能會讓較小的兄弟行星滅亡。 「研究這個問題，或將讓我們弄清熱木星是否單獨存在，並將讓我們弄清它們是否真的是專橫而恐怖的兄弟行星。」Dressing說道。 不過，前提是這些行星需要被確認才行。加州理工學院的Avi Shporer認為，這60顆疑似行星中的許多可能並不存在。 他說：「但是，哪怕在這其中確認一顆真實的行星，無論是在科學方面，還是改進這種新興探測技術的效率方面，都將令人興奮不已。」 （譯者：mikegao）

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