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精准测量外星行星的腰围

天文学家测出了一颗太阳系外行星的大小,误差范围仅有1%。图片来源:NASA

多亏了美国航空航天局(NASA)的“开普勒”和“斯皮策”空间望远镜,科学家已经对我们太阳系外一颗行星的半径,做出了迄今为止最为精准的测量。

这颗外星行星名为开普勒-93b,是一颗所谓的“超级地球”(super-Earth),半径大约是我们地球的1.5倍。尽管超级地球在银河系里相当常见,但我们的太阳系里却一颗都没有。因此,开普勒-93b这样的外星行星,就成了我们研究这一大类行星的绝好机会。

只有对这些超级地球的大小和质量有了足够精确的测量,科学家才能开始推测这些古怪的星球由什么化学成分构成。此前夏威夷凯克天文台所做的测量,已经得出开普勒-93b的质量,大约为地球的3.8倍。然而,想要知道这颗行星由什么物质构成,天文学家还需要知道它的个头有多大。

美国华盛顿大学西雅图分校的NASA卡尔·萨根冠名研究员萨拉·巴拉德(Sarah Ballard)说:“借助‘开普勒’和‘斯皮策’,我们已经对这颗外星行星的大小进行了最精确的测量。对于理解这些遥远的星球来说,这是至关重要的。”

巴拉德是这项研究的第一作者,相关研究论文7月23日被发表在《天体物理期刊》(Astrophysical Journal)上。她说:“这次的测量非常精确,就相当于给一个身高1.8米的人测量身高,误差不超过2厘米——而那个人站在木星上面。”

为了对这颗行星的半径做出关键测量,“开普勒”和“斯皮策”望远镜都观测了它从母星前方经过时遮挡一部分星光而产生的凌星现象。“开普勒”敏锐的“视力”还同时观测到了恒星内部的震波在传播时,恒星亮度变暗的过程。这些数据为恒星的内部结构提供了精确的信息。利用这些信息,研究团队精确测得了这颗恒星的半径。

与此同时,“斯皮策”望远镜也证实,它在红外波段观测到的行星凌星,结果与“开普勒”在可见光波段所做的观测相符。通过观测凌星发生时,恒星星光被这颗行星遮挡了多少,便可以测得恒星与行星个头的比例。因而,精确测得恒星的半径,便能够对开普勒-93b这颗行星的半径做出准确的测量。

将“开普勒”和“斯皮策”望远镜获得的这些数据结合在一起之后,研究团队得了开普勒-93b的直径,大约为1.88万千米,误差不超过240千米。由此,科学家得到了开普勒-93b的密度,表明这颗行星实际上很可能由铁和岩石构成,就跟地球一样。

开普勒-93b绕着一颗距离地球约300光年的恒星旋转,恒星的质量和半径大约为太阳的90%。这颗外星行星的轨道半径只有水星到太阳距离的大约1/6,意味着行星表面的温度高达760℃。尽管新发现表明,开普勒-93b的化学构成与地球相似,但这颗行星对于我们这些生命来说,明显太过炽热了。(编辑:老猫)

The End

发布于2014-07-24, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Steed

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