一颗最近发现的、名字并不诗意的行星 Corot-7b,围绕着一颗450光年外的黄橙色恒星运行,它是确认的最小的“超级地球”——一个致密、紧凑的行星,不像我们在银河系其他地方发现的许多气态巨行星。这一发现暗示,宇宙可能充满了岩石行星,包括一些可能在大小和温度上真正与我们相似的行星。
Corot-7b 是第一颗尺寸被测量的此类行星,证明它确实是一个紧凑、致密的行星。但它可能有很多同伴。在与我们太阳系非常相似的系统中,已经发现了许多其他“超级地球”,小行星离恒星较近,而巨行星在外轨道。华盛顿卡内基学会的天体物理学家 Alan Boss 认为,这种结构上的相似性 给了我们一个理由 怀疑这些行星也是岩石体,它们的形成方式与地球非常相似。
“我们看到了强烈的迹象表明‘超级地球’非常普遍,”俄亥俄州立大学的天体物理学家 Scott Gaudi 说,他估计超过20%的恒星拥有这类行星。这意味着,在银河系中可能散布着约500亿颗“超级地球”。
在20世纪90年代,首次发现的 系外行星(绕其他恒星运行的行星)是木星式的巨行星,它们通过其母星轻微的引力摆动而被发现。这种摆动的幅度部分取决于行星的质量。随着仪器改进,天文学家探测到了由更小行星引起的更小摆动,直到2004年,一支使用 Hobby-Eberly 望远镜的团队可以说是第一个发现了“超级地球”55 Cancri e。另一些行星则是通过它们的引力短暂地放大了遥远恒星的光线而被发现的,这一过程被称为引力透镜。2005年,智利拉斯坎帕纳斯天文台的 OGLE 项目通过这种方式探测到了两颗“超级地球”。
2月,天文学家宣布发现了 Corot-7b。它是通过第三种技术发现的:当它经过其母星前方时,它遮挡了一部分星光,欧洲的 Corot 卫星探测到了这种周期性的变暗。被遮挡的光量揭示了行星的大小——在这种情况下,直径不到地球的两倍。“这是任何系外行星测量的最小半径,”Corot 团队成员、巴黎天文台的 Jean Schneider 说。
到目前为止,已经发现了大约20颗“超级地球”。所有这些都被认为是具有岩石表面的小行星,尽管它们的温度和大气条件可能差异很大。天体物理学家还怀疑一些“超级地球”可能含有水,以海洋或冰壳的形式存在。应该可以验证这一点:含有水的岩石行星的密度可能低于不含水的行星,而结合凌星法和摆动法可以揭示行星的密度。
这颗新行星的质量和密度尚未精确得知,但3月发射的开普勒航天器和 W. M. Keck 望远镜的 联合努力 可能会为这颗行星和其他行星提供此类数据。开普勒的设计目的是探测凌星现象,可能会发现和测量数百个“超级地球”候选者。在地面上,Keck 望远镜将聚焦于新发现的天体,以确定它们的质量并确认它们是行星(而不是恒星)。
“超级地球”研究员、法国蔚蓝海岸天文台的 Diana Valencia 认为,岩石系外行星应该在另一个关键方面与我们自己的行星相似。“我相信板块构造是可能的,”她说。这对生命来说可能很重要,因为元素在地球地壳中的循环以及火山喷发有助于通过稳定大气温度来维持我们星球的宜居性。
迄今为止,被认为最宜居的“超级地球”可能是距离我们20光年远的 Gliese 581 d。尽管这颗行星围绕着一颗微弱的红矮星运行,但模拟表明它可能拥有厚厚的二氧化碳大气层,这可能会使其表面保持足够温暖以维持液态水。
Corot-7b 的前景不那么乐观。它可能以一面永远朝向其母星的方式自转。那一面必须极热。“计算表明,它的温度超过2000开尔文 [3000°F],”Schneider 说,这会使岩石熔化成一片熔岩海。他认为这颗行星可能拥有一个矿物蒸汽大气,会在寒冷夜晚的一侧凝结成熔岩雨或岩石雪。
天文学家希望通过分析过滤过它们的大气层的星光来分析这些和其他“超级地球”的大气层,或许可以使用定于2013年发射的 詹姆斯·韦伯太空望远镜。这种分析甚至可能暗示一些行星不仅宜居,而且实际上已经存在生命。“行星大气中的二氧化碳和水将是行星可能为岩石且宜居的迹象,而氧气和甲烷将是它们可能孕育生命的有力指标,”Boss 说。
热词
超级地球:主要由岩石组成、缺乏厚厚木星式大气的致密行星。
系外行星:绕太阳以外的恒星运行的行星。迄今为止,已发现340多颗此类行星。
凌星:一个天体从另一个较大的天体前方经过,部分遮挡它的运动。
Corot:2006年发射的太空望远镜,它能探测到光线的微小变化,使研究人员能够研究恒星结构并发现系外行星。
气态巨行星:气态、低密度行星,质量是地球的许多倍,主要由氢和氦组成。
Kepler:美国宇航局的一架太空望远镜,它将监测我们银河系中超过10万颗恒星,以寻找与凌星行星相关的周期性变暗现象。















