天文學家可能發現第一顆系外衛星,相當於海王星大小

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 04 日 14:40 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly

比系外行星還難檢測的系外衛星,可能終於要露面和我們打招呼了。在距離地球約 4,000 光年外,天文學家很可能找到了系外行星 Kepler-1625b 的衛星「Kepler-1625b-i」。



發現系外行星比發現其他恆星困難許多,而發現系外衛星的難度又比系外行星高了好幾層級,所以近 20 年來天文學家發現不少系外行星,但系外衛星的發現數量一直是 0。

目前有兩種方法可以識別出一顆系外衛星,第一種為凌日法,當望遠鏡觀察時,如果衛星沒有被行星遮蔽,那麼衛星應該也會稍微阻擋光線,使恆星亮度略為下降而引起注意。但這方法有限制,就是衛星必須足夠大顆以遮住大量光線──這不是天文學家能保證的條件。

另一種方法稱為凌日變分法(transit-timing variations,TTV),當月球繞著行星運行時有引力拖曳,可能導致行星凌日時間比預期還要快或慢,但這方法的問題在於,該行星也可能受到同一系統中其他行星的引力拖曳影響,致使天文學家很難判斷是衛星還是行星在干擾。

從理論上講,檢測系外衛星不是不可能,但困難等級猶如大海撈針,正常人都不會抱有太大期望,如果今天科學家真的確認發現第一顆系外衛星,那成就相當驚人。

發表在《Science Advances》期刊的一篇新論文表明,天文學家很可能確認發現第一顆系外衛星,大小相當於海王星,正式命名 Kepler-1625b-i,它圍繞著系外行星 Kepler-1625b。

事實上,該論文第一作者、哥倫比亞大學博士後研究員 Alex Teachey 在 2017 年時,就曾利用克卜勒太空望遠鏡發現 Kepler-1625b 可能帶有衛星,Kepler-1625b 距離地球約 4,000 光年,是半徑約地球 5.9~11.67 倍的氣態巨行星,軌道週期 287.4 天。

為了證實初步研究,研究人員接著於 2017 年 10 月安排哈伯太空望遠鏡投入檢測 40 小時,分析數據發現兩次異常現象:第一,當行星凌日後 3.5 小時,研究人員看見亮度經歷第二次小幅下降;第二,某次行星再度凌日的時間比預期還要提早 1.25 小時,這些都暗示行星身旁可能跟著一顆衛星。

該團隊還不敢保證已確認發現系外衛星,但如果是的話,估計衛星質量為母行星質量的 1.5%。過去研究分析,Kepler-1625b 很可能位於適居帶內,確切位置須取決於天文學家對其母恆星 Kepler-1625 體積的精確判讀而定,如果 Kepler-1625b 位於適居帶內,其表面溫度差不多介於 27~227°C,而 Kepler-1625b-i 溫度可能約 80℃。

(首圖來源:NASA