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太陽系行星規模增加三倍!那些系外行星都是通過什麼方法被發現?

在美國宇航局標誌性儀器開普勒太空望遠鏡推出10年之際,曾作為候選系外行星的KOI(開普勒感興趣的對象)4.01被證實,成為了這十年時間裡第一顆被發現的系外行星,現在它有一個官方名字,叫做開普勒-1658b。並且觀察到:當它從望遠鏡的視角相較主星更落後的時候,總是會出現明顯的光線下降,這被稱為「次級日食」。

被證實的系外行星和先前的預測有何不同

在開普勒-1658b未被證實之前,很多科學家都認為KOI 4.01是假陽性的存在,並且它的大小應該是和海王星在一個量級,同時會圍繞一顆比太陽更大的恆星運行。但開普勒收集到的情況卻很多都與這些設定出現了偏差。也正是因為有了開普勒天文望遠鏡提供的新信息,科學家們開始重新對這顆恆星進行研究和思考。

開普勒-1658b和太陽之間的距離大月是2600光年,通過開普勒的恆星聲波數據,科學家們得出這顆恆星的實際大小達到了之前預測的三倍,也就是說地球的行星規模也因此增加了三倍。開普勒-1658b事實上也應該是一顆「熱」木星一般的行星。

開普勒-1658b令人不可思議的運行軌道

從開普勒天文望遠鏡的觀測結果來看,開普勒-1658b圍繞主星的運轉軌道讓人覺得不可思議,需要3.8個地球日完成一圈的運行。如果用一個形象的例子來說明,我們可以假設:當你需要通過乘坐飛機的方式來穿越開普勒-1658b的天空時,首先需要通過某一種方式來避免被焚燒,也就是說這顆恆星的大小,會比太陽從地球表面看上去大60倍。

在宇宙的探索中,想要找到這樣的圍繞這些「進化」恆星運行的行星是很難的,這其中存在一種可能,那就是這種熱的木星或許最終就成為了它們的主星。只是新的研究結果卻有了不一樣的發現,表明了這樣的「死亡事件」發生的時間跨度和預期會有很大的出入,這也為這項研究增加了神秘面紗。

開普勒太空船曾發現的幾個最大的外星球

2011年1月,距離我們560光年的Kepler-10b被發現,它的大小大約是地球的1.4倍,這是一個異常炎熱的世界;2011年12月,第一個比地球小的異形星球被發現,名叫開普勒-20e,它的大小大約是地球寬度的0.87倍,而它的兄弟Kepler-20f則是地球的1.03倍大小。

2011年9月,開普勒-16b(第一個"塔圖因星球")被發現,這顆系外行星有一個最大的不同之處,那就是它有兩顆太陽,和電影「星球大戰」里盧克天行者的家鄉世界很像;2011年12月,開普勒-22b被天文學家們觀測到,它的大小達到了地球的2.4倍,同時還圍繞著一個太陽一個的恆星運轉,這也是「開普勒任務」里第一個可能支持生命居住的星球。

2013年2月,最小的外星球開普勒-37b被發現,這個小型外星球大小與等於地球的月亮,它圍繞自己主星的運行周期為13天,在這個星球上,它的地表溫度可能超過了400攝氏度,即700華氏度;2013年4月,開普勒-62e和f被發現,這也是太陽系之外最有可能支持生命的「水世界」,它們的大小分別是地球的1.6倍和1.4倍,並且這兩個世界的海洋可能充滿了生命。

先鋒行星獵人「開普勒」使用的「運輸方法」尋找行星

早在2009年3月,開普勒太空望遠鏡就從空軍基地發射了一枚Delta II火箭,這次任務的主要目的是:確定和地球類似的行星在銀河系周圍有哪些常見的情況。觀察結果也非常讓人驚喜,20%到25%(和紅矮星的佔比相當)的太陽形恆星在自己的「可居住區域」都擁有一個地球大小相當的行星(在恰當的距離範圍內可能存在液體水)。

到目前為止3900個系外行星被發現,這其中有70%都是開普勒的功勞。雖然望遠鏡已經耗盡了自己的燃料,但依然還有3000個開普勒「候選人」等待著天文學家們觀察和分析。開普勒通過「運輸方法」尋找信息,觀察行星穿過它的星球所引起的微小亮度下降(從太空船的角度)。開普勒的任務分為兩個階段,第一階段是觀察15萬顆恆星,持續到了2013年5月;第二個階段被稱為K2,主要是研究80天「運動」過程中宇宙的各種物體和現象。

科學家們想要發現異形行星有哪幾種方法

過境方法,即:行星穿過恆星的「臉部」阻擋了一些該有的光線,這個時候恆星的亮度會有微小但又很明顯的傾斜,這也真是開普勒太空船所使用的方式,從2009年發射到現在,一共發現了2700個潛在的行星。徑向速度,這樣的方式可以捕獲軌道行星在特定階段的微小擺動,比如當它的母恆星在向地球靠近或者遠離的時候,這樣的方式也被叫做多普勒。

引力微透鏡的應用,指的是天文學家們觀察巨大的物體從特定角度(我們對地球的角度)經過時,這顆恆星會發生什麼樣的變化,附近的物體也會引力場的彎曲和放大恆星的光線,這就像一個鏡頭一般;直接成像,則是通過強大的望遠鏡獲取遙遠世界的圖像,可以通過日冕儀這個儀器來阻擋強烈的 「倒性眩光」(來自它的母星)。

脈衝星定時這項技術,是指天文學家們觀察到:恆星在被軌道行星拉動時會變得更加明亮,於是光子就在能量和光線中堆積起來,也就是聚焦在了恆星的運動方向之上。最後一種,則是天體測量法,這個方法需要依賴天空中的恆星運動數據,通過對恆星的精確追蹤發現軌道行星的重力牽引!


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