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星海微萤(文摘版)

为天文研究工作者、天文爱好者和大众提供有用的信息

 
 
 

日志

 
 

外星行星(2015 年 8—10 月)  

2015-09-15 07:30:48|  分类: 外星行星 |  标签: |举报 |字号 订阅

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三颗“超级地球”行星系被发现(2015 8 3 日参考消息)

天文学家发现最近超级地球(2015 8 3 日中国科学报)

科学家探测到系外极光(2015 8 3 日中国科学报)

太阳系外首次观测到极光(2015 8 4 日科技日报)

六颗最像地球的系外行星(2015 8 10 日参考消息)

张志刚:敢为地球“兄弟”称重(2015 8 14 日中国科学报)

新仪器首次直接发现最轻系外行星(2015 8 17 日中国科学报)

科学快讯:新一代行星成像仪发现太阳系外行星(2015 8 25 日中国科学报)

通往地球2.0的中间站(2015 8 30 日光明日报)

更多类地星体或许尚未“出生”(2015 10 23 日科技日报)

研究显示类地系外行星大多尚未诞生(2015 10 25 日参考消息)

宇宙中的“地球2.0”(2015 10 25 日科技日报)

“僵尸”白矮星蚕食小行星(2015 10 27 日中国科学报)

地球会如何毁灭(2015 10 28 日参考消息)

 


参考消息 2015 8 3

三颗“超级地球”行星系被发现

法新社巴黎730日电天文学家730日说,他们发现了一个拥有三颗“超级地球”的行星系统。这些行星围绕一颗明亮的矮星运行,其中一颗行星可能是一个熔融岩石的世界。

一个科学家团队在《天文和天体物理学》周刊上报告说,这个由四颗行星构成的行星系统本来一直隐藏在北半球M型的仙后座之中,距离地球“仅仅”21光年。

该行星系统由四颗行星构成,包括一颗巨行星和三颗“超级地球”,它们都围绕名为HD219134的恒星运行。

“超级地球”的质量高于地球,但低于海王星、土星和木星等气态巨行星。它们可能由气体、岩石或两者一起构成。

四颗行星中,HD219134b的轨道最短。天文学家利用美国航天局的“斯皮策”太空望远镜对这颗行星进行了测量。他们发现,它的质量是地球的4.5倍,体积则是地球的1.6倍。参与这项研究的日内瓦大学的天文学家发表声明说:“它的平均密度接近地球密度,这意味着两者的构成类似。”

该研究的作者之一说:“它非常接近它的恒星。其表面温度大约为427摄氏度。或许它的表面在熔化……由于火山爆发而形成液态熔岩的世界……不利于生命存活。”

它并不处于其恒星所谓的“宜居带”中,也没有生命所必需的液态水。

 


中国科学报 2015 8 3

天文学家发现最近超级地球

外星行星(2015 年 8—9 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

天文学家发现最近的超级地球

 

据《天文学》杂志日前报道,天文学家利用美国宇航局(NASA)的斯皮策空间望远镜,发现了太阳系以外最近的岩石行星。

尽管比地球大,并且离恒星很近以至于无法居住,但天文学家相信,这颗被命名为HD 219134b的超级地球,可能成为未来几十年内采集科学数据的潜在“金矿”。这颗太阳系外行星距离地球仅有21光年,在天文学范畴内实际上是人类的一个对门邻居。(徐徐)

 


中国科学报 2015 8 3

科学家探测到系外极光

本报讯 近日,《自然》杂志报告了太阳系之外的一颗天体,研究推测在这颗褐矮星大气层中观察到极光的活动。

极光是在地球的南极和北极能看见的美丽天光。事实上,这种现象在太阳系所有其他有磁极的行星上也都能观测到。极光由包裹着地球磁气圈的磁流驱动,在此过程中带来的高能量电子落入高纬地区大气层上部。

美国加州理工学院gregghallinan和研究团队在lsrj1835星体(或称2mass1835)——一颗距离太阳18.5光年(5.67秒差距)、迅速旋转的系外星体——上监测到了无线电和光学的极光发射。类似太阳的恒星的电磁活动是受恒星大气层底层活动驱动,而lsrj1835的极光则是由源自褐矮星更外层的磁气圈的过程驱动,并将能量带入大气层下层。这颗褐矮星极光活动散发的能量比木星磁气圈中产生的能量至少要强1万倍。这项发现表明,极光可能是拥有大规模磁气圈星球的一个常见特征,其亮度也可以远超那些在太阳系中观测到的极光的亮度。

研究者还推测,类似的磁气圈磁流活动可能在褐矮星的一些天气现象中起到了一定作用。(鲁捷)

 


科技日报 2015 8 4

展示地球以外的绚丽多彩

太阳系外首次观测到极光

科技日报北京83日电 (记者张梦然)极光出现于星球的高磁纬地区上空,绚丽多彩令人见之难忘。英国《自然》杂志近日公开的一篇论文介绍了一颗太阳系之外的星体,天文学家在它的大气层中观察到了标示着极光的活动。这是人类首次在太阳系外观测到极光,其亮度比发生在地球上的任何一次极光强一百万倍,散发的能量则比木星磁气圈中产生的要强一万倍。

极光是在地球的南极和北极能看见的美丽现象,其不只在地球上出现,我们太阳系所有其他有磁极的行星上也都能观测到。

极光的出现源于包裹着地球的磁气圈中的磁流驱动的、带来高能量的电子,落入到高纬度地区的大气层上部。可以说,极光产生的条件有三个:磁场、大气、高能带电粒子,缺一不可。

此次,美国加州理工学院格雷格·哈里南和他的研究团队,在LSR J1835(又名2MASS 1835)星体上监测到了无线电和光学的极光发射。这是一颗离太阳18.5光年、正在迅速旋转的太阳系外星体,目前天文学家判断它为一颗褐矮星。像太阳这样的恒星的磁活动,是由其大气底层驱动的,而LSR J1835星体上的极光,却是发源自褐矮星更外层的磁气圈驱动的,从而能将能量带入大气层下层。

这项发现也表明,极光可能是拥有大规模磁气圈星球的一个十分常见的特征,而其可以达到的亮度,远超过那些在太阳系中已经观测到的亮度。

研究人员同时推测,类似的磁气圈磁流活动可能在褐矮星的一些天气现象中起到了一定作用。

 


参考消息 2015 8 10

六颗最像地球的系外行星

外星行星(2015 年 8—9 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


中国科学报 2015 8 14

张志刚:敢为地球“兄弟”称重

本报记者 胡珉琦

外星行星(2015 年 8—9 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

测量类地行星质量的难度超出了科学家的预期,该技术已经悄悄地在国际间开启了一场竞争。很难想象,领衔国内研究的这名科学家在几年前仍做着与天文完全无关的工作。

北京时间724日凌晨,NASA宣布发现了1400光年外天鹅座的另一个地球“开普勒—452b”,一时引起轰动。但很快,学界普遍认为,在这颗行星的成分、质量尚未确定的情况下就宣布是“第二个地球”,似乎显得有些匆忙。

类地行星上有没有生命,不仅要看其是否处于宜居带,绕日周期、体积大小是否与地球类似,质量也必须相近。

人们有所不知的是,测量类地行星质量的难度超出了科学家的预期,该技术已经悄悄地在国际间开启了一场竞争。

很难想象,这名领衔国内研究的科学家在几年前仍做着与天文完全无关的工作。如今,却在“为地球‘兄弟’称重”而量身定做的“秤杆”上刻“定盘星”和标度。他,就是教育部“长江学者奖励计划”特聘教授、北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所教授张志刚。

与天文的邂逅

2011年之前,张志刚从来没有进过国家天文台的大门,尽管他的天文梦在孩童时期就已萌发。

恢复高考后,家在北京的张志刚抱着“不离家去外地工作”的念头,考上了北京工业大学物理师资班(应用物理学系的前身)。对于这个当时没有选择的选择,他至今有些遗憾。

此后,在该校攻读硕士学位期间,超快激光物理与技术就成了张志刚的研究方向。留学回国后,2004年,他参与了一个国家自然科学基金重大项目,开始研究光学频率梳(简称“光频梳”)。

所谓的光频梳,是一些离散的、等间距频率的、像梳子一样的形状的光谱。在光学领域,光频梳就像一把“光尺”,使科学家能够对光学频率实现极其精密的测量。

然而,当时的张志刚并不知道,这种技术会与天文结合。直到2007年,美国哈佛大学和德国马克斯-普朗克量子光学研究所分别提出了用激光频率梳定标天文光谱仪的方法来测定行星质量。

要测量和确认行星质量,通常都要用到视向速度法。视向速度就是面向观察者的速度。行星围绕恒星的运动会使恒星也发生位移。根据多普勒效应,在观察者看来,恒星吸收谱线会因远离或接近地球而发生红移或蓝移。这个红移或蓝移,与两个星球的质量大小有关。测出频移的大小变化规律,就可以算出行星的质量。

测量多普勒频移是一项常规技术,按说不是什么难事。殊不知地球质量的行星对恒星的扰动导致的恒星的视向速度非常小,只有9cm/s量级,在光谱仪上的移动只有一个原子大小,用现有的设备几乎不可能分辨。但激光频率梳定标天文光谱仪却可以做到。

激光频率梳可以提供上万条等间隔定标谱线,这些定标线与恒星各吸收谱线逐一比较,可以最终测量出这个微小的多普勒频移。这种光谱定标装置,也称为天文梳(Astro-comb)。

几乎就在国外学者提出这一概念的同时,张志刚赴美国麻省理工学院做访问学者,并且幸运地接触到“天文梳”的原理。只是隔行如隔山,他始终没有机会找到通往天文台的“光路”。

2009年的一天,张志刚去美国使馆办理签证,偶然发现身旁一起排队的男士手握印有国家天文台字样的材料,眼前一亮,便主动与其打招呼。谁曾想到,眼前的这位正是中国科学院国家天文台副台长、做行星研究的赵刚研究员。

“真是踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫。”张志刚回忆此情景,不禁笑言。他借机向赵刚谈起国外天文梳的研究情况和他自己的光纤激光频率梳。让他喜不自禁的是,赵刚也正想用天文梳寻找类地行星——两人一拍即合,便有了日后的合作。

多少次,张志刚乘坐国家天文台的大巴往返于北京与兴隆观测基地,在夜深人静的兴隆山仰望星空。于他而言,“这是一件特别让人骄傲的事”!

为中国制造争口气

那是2011年一个风雨交加的一天,张志刚由于感冒失声,只得由助手向国家天文台的评审专家陈述天文梳项目计划。当时与北大一起竞争的正是因激光频率梳发明而获得2005年度诺贝尔物理学奖的Theodor H?nsch教授创建的公司。

好在,结果并没有天气那般糟糕。评审专家最终决定放弃购买国外技术,而由张志刚领衔的北大团队来完成天文梳的中国制造。

张志刚曾信誓旦旦地保证在一年内完成该项目,可现实中的一波三折却让他渐渐没有了最初的乐观--他承认自己大大低估了制造天文梳的难度。

哈佛大学在麻省理工学院的帮助下,研制了第一台天文梳,于2013年初安装在欧洲南方天文台(简称“欧南台”)在西班牙Canary岛上的天文望远镜HARPS-N上;而马普所-Menlo Systems公司的联合体研制的天文梳,也同期运到了欧南台在智利的HARPS-S上(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher:高精度视向速度行星搜寻者)。

直到目前,包括中国在内的所有天文梳仍停留在定标评价阶段,还没有一个天文梳投入真正的类地行星质量的测试。张志刚解释,这是因为光频梳与光谱仪目前所能达到的稳定性尚无法满足长期测量的要求。

他坦言:“就中国而言,面临的技术难题更大。”原因在于,国家天文台观测行星用的天文望远镜的口径比欧南台测量视向速度专用的HARPS小很多(后者的直径是3.6m,而前者的直径仅为2.16m),导致在观测同等亮度的恒星时,不得不降低分辨率。

不过,这不意味着国内科学家就测不了行星质量。根据张志刚的介绍,研究人员可以通过增加天文梳“梳齿”的频率间隔,来提升光谱仪的分辨率。例如对于HARPS,频率间隔只需要16GHz,而我国的必须做到32GHz。在同样的信噪比和梳齿根数的情况下,国内的天文梳就需要覆盖更大的光谱范围。

张志刚说:“这样做的难点在于,如何做到这样宽的扩谱,以及如何让这样宽的光谱做到平坦,因为只要一部分梳齿的信噪比降低,就需要更多的梳齿数目来弥补,这就要求更宽的光谱。”

张志刚的研究团队意识到,不能照搬国外经验,必须走出自己的路。经过不断探索,他们造出了三件别人没有的法宝:首先是世界最高频率间隔的1GHz的光纤激光频率梳;其次是自行设计拉锥光子晶体光纤;最后是研制出世界上最大光谱带宽且稳定的零位相法布里-珀罗干涉仪。

这些创造使得中国的天文梳研究在某些关键技术上比国外更先进一些。麻省理工还以“合作”方式“引入”了3套张志刚团队研制的1GHz飞秒光纤激光器。

目前,我国天文光谱仪的视向速度分辨率已经提高了20倍,但离9cm/s还有一定距离。此次开普勒-452b的发布,让张志刚更有了紧迫感。“不尽快达到9cm/s的精度,我们就可能失去最先测出类地行星质量的机会。”

在与天文梳反复磨合的四年中,张志刚与学生经常需要坐班车“上山”。2.16m望远镜的光谱仪室内温度需要常年保持在15摄氏度,有人进去做实验的时候空调还会加大制冷,即使是夏天也需要穿厚衣。到了晚上,山上不仅非常寂静,而且因为观测需要,实行“灯光静默”,没有一盏路灯,连窗帘都必须拉得严丝合缝不漏出一点室内的灯光。

望着兴隆山上满天的星星,张志刚希望,未来有一颗类地行星是中国人发现和命名的!

记者手记:喜欢舞文弄墨的“理工男”

如果不是因为“开普勒—452b”的发现,张志刚鲜少主动对外说起这项研究,这是他第一次在科学网博客正式提到自己的工作。

其余的时间,这位“理工男”最喜欢舞文弄墨。博客中尽是他的“针砭时弊”,话题涵盖了社会、体育、影视、文学,当然也包括科研。

他有感于国际大牛们在学术交流中的大度和底气。实验室的工作完全对来访者开放,任何技术,只要你想学,他们绝不隐瞒。从这个角度上说,如果不是当年国外同行关于天文梳研究的分享,也不可能有张志刚的早早“入门”。

“他们不怕你‘偷’技术,你刚偷走,就已经过时了,因为他们在不断产生新技术。”张志刚每一次访问MIT都深有体会,哪怕相隔不到一年,都能发现他们又提出了新的技术、新的想法、作出了新的成果。反观国内,“由于交流的限制,产生学术创新的土壤反而消失了”。

张志刚在博客上“什么都说”的风格也常常让自己不得不自嘲一下。他直言,自己是个不折不扣的“剁手族”。

作为科学家,张志刚除了相信科学可以改变这个世界,他认为,文字同样拥有这样的力量。

张志刚曾写过故事,按他的话说,“纯属激情写作”,却起到了意想不到的作用。

最近,他正醉心于北京台文艺广播每天中午12点的小说联播《一座营盘》。作家陶淳敢于说真话,尖锐大胆,让他听后痛快淋漓!他很赞同一位文学评论家的观点,现实主义才是中国文学的根。当今文学回避宏大叙事,缺乏表现时代和民族命运的大主题,鲜有表现对民生疾苦的关注,离人民越来越远。

“就是现在的文学作品太小资了”。除了在自己科研领域的既定目标,思考构思反映现实科研生活的故事是他更遥远的梦想。

 


中国科学报 2015 8 17

新仪器首次直接发现最轻系外行星

对研究行星演化具有重要意义

外星行星(2015 年 8—9 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

智利双子座南方望远镜发现了木星大小的系外行星。

图片来源:Marshall Perrin

 

本报讯 科学家迄今为止已经发现了约2000颗太阳系外行星,但其中只有10颗系外行星能够直接被观测到,这是因为与其环绕的明亮母星相比,这些行星未免太过昏暗。如今,一个设计用来直接成像的仪器找到了自己的第一颗新的系外行星——一颗位于波江星座的100光年之外的与木星类似的天体。

这是迄今为止直接成像的最模糊、质量最小的系外行星,并且是第一颗显示大气中富含甲烷的系外行星,类似于太阳系中的巨行星。双子座行星成像仪(GPI)项目负责人、取得这一发现的美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学物理学家Bruce Macintosh表示:“这个光谱看起来真像一颗行星。”

这颗名为51 Eri b的行星相当年轻——大约只有2000万年。其质量约为木星的2倍,其轨道与母星的距离大约是木星距离太阳的2倍。

研究人员在813日的美国《科学》杂志网络版上报告了这一发现。

Macintosh介绍,天文学家曾期待在与木星类似的巨大系外行星光谱中发现甲烷存在的有力证据,但迄今为止只探测到了微量的痕迹。Macintosh说,其他许多直接成像的行星的光谱与那些小而低温的恒星类似,而51 Eri b却显示出了水蒸气与甲烷的强烈信号。

加利福尼亚州山景城美国宇航局艾姆斯研究中心天体物理学家、GPI团队成员Mark Marley指出:“由于51 Eri b的大气富含甲烷,这意味着这颗行星正处在成为我们熟悉的木星的表亲的过程中。”Macintosh对此表示赞同,他说:“这真的是迄今为止直接成像的最像木星的天体了。”

无论是导致母星摆动还是所谓的凌日现象,至今几乎所有的系外行星都是通过间接手段被发现的。这些技术能够让天文学家了解一颗系外行星的质量或大小,但却无法搞清后者是什么样子的。把一颗行星的光分解为光谱能够揭示其大气的化学构成。然而直接捕捉这样的光线就如同在一条探照灯光束的附近寻找一只萤火虫。目前的天文望远镜并不具有这样的分辨率,除非在一些特殊情况下,即恒星是昏暗的而行星是明亮的且在一条宽阔的轨道上运行。

51 Eri b是旨在增加直接观测数量的新一代仪器所发现的第一颗未知系外行星。这些仪器是附属于一些世界上最大地基望远镜上的复杂的光学“盒子”。GPI便被安装在位于智利Cerro Pachon8米双子座南方望远镜上。

这种设备利用一个日冕仪——一个遮挡来自母星光线的“面具”——及其他复杂的光学设备以消除日冕仪边缘衍射的杂散光。他们还采用了极端的自适应光学以及时补偿地球大气对系外行星光线的扭曲。

尽管复杂的直接成像依然非常困难,以至于天文学家只能够观测到那些年轻、炙热并能够发射红外线的大型系外行星——通常具有木星规模甚至更大。但这样的行星对于天文学家尝试摸清行星如何从周围年轻恒星的碎片及气体盘中形成是有价值的。最好的例证就是天文学家能用它来研究太阳系当时的行星形成情况——这已经是几十亿年前的事情了。观测处于演化不同阶段的年轻系外行星将帮助研究人员对不同的行星形成模型进行评估。

GPI项目科学家、加利福尼亚大学伯克利分校的James Graham指出,51 Eri b大约有650开氏度,“恰恰是我们设计GPI时期待发现的系统”。

马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院行星科学家Sara Seager表示:“这么快就看到GPI找到了感兴趣的东西真太棒了。希望这只是一长串直接成像研究成果的开端。”(赵熙熙)

 


中国科学报 2015 8 25

美国Science 杂志2015 8 14 日出版

科学快讯:新一代行星成像仪发现太阳系外行星

最近投入使用的双子座行星成像仪发现了它的第一个太阳系外行星:这可能是迄今为止通过直接成像所发现的质量最低的行星。来自新一代成像仪的发现为我们能够更好地了解我们太阳系的形成打好了基础。双子座行星成像仪(GPI)是在2013年部署的,它是安放在智利双子南座望远镜顶部的系外行星的直接成像仪。与这类成像仪中的其他成像仪一样,它被设计用来探测那些与其母恒星十分接近的行星(且其质量显著低于曾被发现的任何其他的系外行星)。它也擅于检测年轻的行星,这些行星由于它们仍然保留了在其形成时的热量,因此它们仍然发光、可见。用GPI来研究一颗年龄有2000万年的恒星51波江星座周围的区域,Bruce Macintosh和同事发现了一颗年轻的行星,它在距其母恒星只有13个天文单位处作轨道运行。通过研究其热辐射,Macintosh等人对其大气成分有所了解;其成分与木星的大气成分十分相像——也是以甲烷为主(到目前为止,在直接成像的系外行星中,甲烷特征一直微弱或阙如)。基于可得到的数据,研究人员推测,该行星的重量是木星的两倍之多——这比以前直接成像的系外行星的质量轻得多,因为它们至少为木星质量的5倍。他们还说,其形成的过程与木星相似。其独特的成组属性表明,它是具有较宽轨道的较热行星与那些较像木星的行星之间的一座“桥梁”。

(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)

 


光明日报 2015 8 30

前不久,全世界都为地球找到了“另一半儿”而兴奋。可是,你知道这寻找“伴侣”的过程,对于科学家们来说有多难吗?甚至,这种观测本身在科学界也是一次天文竞赛,背后有着不为人知的血与泪。

虽然科学家已经发现了数千颗行星,但几乎没有一颗可以直接成像。现在,科学家运用最先进的观测技术,试图给类木行星等巨行星拍照,为更直观地探索类地行星奠定基础。

通往地球2.0的中间站

撰文李·比灵斯(Lee Billings) 翻译 刘成超

外星行星(2015 年 8—9 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

装着GPI的双子星南方望远镜。

 

外星行星(2015 年 8—9 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

欧洲南方天文台的望远镜阵。

 

在遥远的智利中部的安第斯山脉,夜空深邃,群星暗淡。星座淹没于繁星之中,很难辨认。在20155月的一个夜晚,当布鲁斯·麦金托什(Bruce Macintosh)看向星空的时候,一些东西困扰着他。哪怕是在海拔2700米的地方,他依然只能透过“空气的海洋”望向天空。风越来越大,而他头顶的恒星闪烁得有点厉害。

麦金托什在这里寻找另一个地球——或者更准确的说是另一个木星。许多科学家认为,这类观测对于寻找岩质、宜居带内的类地行星是必要的。他并不像其他天文学家那样,对一个天体进行几个月甚至几年的长时间观测,直到恒星的位置发生了微小的移动,或者恒星亮度的变化揭示了系外行星的存在。麦金托什的兴趣在于对遥远的行星拍照,把它们看作是遥远恒星周围的光点,从数光年之外观看它们快速旋转的气态表面。作为斯坦福大学的天文学家,麦金托什将这称为“直接成像技术”。

除了风的问题,还有一件事令麦金托什感到不安——他有一个对手。在他600公里以南的另一个光秃的山峰上,天文学家让-吕克·伯齐(Jean-Luc Beuzit)也在试图做同样的观测。在法国格勒努布尔行星学与天体物理学研究所工作的伯齐,既是麦金托什的朋友亦是竞争对手。命运和资金让他们同时出现在这些山头上寻找系外行星,目的是弄清地球是否只是宇宙中的沧海一粟。

在这一天文学竞赛中,麦金托什的特殊设备是一个价值数百万美元、小轿车大小的复杂的光学与波前传感仪器。该设备被称为双子星系外行星成像仪(GPI)。仪器安装于主镜直径为8米的双子星南方望远镜上,抛光的镀银玻璃圆盘主镜的面积,相当于1/8个标准篮球场。

伯齐也有“秘密武器”,他的设备有小货车那么大,被称为光谱偏振高分辨系外行星研究仪器(SPHERE),安装于欧洲南方天文台甚大望远镜阵中的一个望远镜上,这个望远镜的直径也是8米。这两个仪器都研发了十几年,近几个月内才完成初光(即首次投入使用)。从两个山顶出发,麦金托什和伯齐几乎在观测同样的恒星天体。他们都希望,自己的团队第一个拿到类木行星的照片。

过去20年间,在天文学家发现的5000多个系外行星中,几乎没有一个可以直接拍摄到。直接对系外行星拍照异常困难,因为从地球上来看,即使最大的、至少处于宜居带内的行星,光线仍然太暗弱,而且它们距离恒星还是太近。对系外行星直接成像,即使是几个很小的像素上的像,也能对行星的构成、大气成分以及是否有生命存在的可能,有很大的了解。通过GPISPHERE寻找类木行星,已经用到了当前最先进的技术,人类现在还无法建造出够大、够精良的望远镜,从邻近恒星耀眼的星光中,分辨出类地行星微弱的行星光。如果我们真的建造出了可以直接观测类地行星的设备,那几乎可以肯定的是,这些设备是从GPISPHERE发展而来的。

亲自看到的东西才令人信服。虽然直接成像非常困难,但它的效率会更高。今天,主流的行星观测技术只够给天文学家提供一些复杂的观测数据,而要得到直观的结果,往往需要数月甚至数年的分析才行。直接成像的优势是,也许只需几个小时或几天,天文学家就能收到观测设备传回的照片。这就是麦金托什和伯齐在拍摄类木行星首张照片的竞争上,分秒必争的原因。

龟兔赛跑

20145月的那个晚上,身处望远镜控制室的麦金托什盯着一排电脑屏幕监控着GPI。在GPI正式开始搜寻新的行星之前,首先要经过试运行阶段——较长时间的测试与校准。这个阶段始于2013年下半年,在20145月的时候,已经进入了最后阶段。这项工作单调而乏味,因为没有一个人因其确保了仪器的正常运行而获奖。在这以分钟计量的竞赛中,GPI领先了刚刚开始试运行的SPHERE25万分钟,这一点让麦金托什感到欣慰。但是SPHERE拥有一套更强大的仪器,并且获准使用望远镜的时间也比GPI多,这使得SPHERE能够在比较宽的波长范围,在更大视场、更高空间分辨率上观测更多的星体。换句话说,即使GPI处于领先地位,SPHERE也能像伊索寓言中的乌龟那样追赶上来,首先获得第一张系外行星的图像。

大气湍流引起的星体闪烁延误了GPI团队的观测工作。在等待风消退的过程中,麦金托什告诉了我,几年前,这两个团队的人谁也没有想到未来的竞争会如此激烈。麦金托什强调说:“即使在现在,他们也不是真正意义上的敌人——云和风才是他们共同的敌人”。

几个小时后,风力减弱了,“好了,现在我们开始观测HD95086,”坐在旋转椅上的麦金托什向12个团队成员说道。其他成员立马开始工作,向隔壁圆顶房间内的电脑发出指令。很快,望远镜就指向了船底座中一颗距地球300光年的恒星——HD95086。这是一颗只有1700万年的年轻恒星,拥有一颗5倍于木星质量、轨道大约为冥王星2倍的行星。以前那些功能稍弱的、具有直接探测能力的仪器曾观测到这颗行星,麦金托什团队会比较新图像与早期图像的结果,来校准GPI

GPI探寻的其他星球一样,这颗特殊的行星自形成以后,还没有冷却下来,会发出红外线。在亮度上,大多数行星的亮度都只有恒星的百万分之一,就像炽热火球周围的点点尘埃。年轻木星则有所不同,它们更像是篝火之后剩下的还红彤彤的余灰,这就是为什么GPI或者SPHERE有希望看到它们,并且了解它们是怎样形成和演化的。

为类木行星拍照

GPI团队准备观测HD95086时,一个单色圆圈突然出现在了麦金托什的屏幕上,圆圈里似乎填充着打了马赛克的流体,像是数字化处理后的流水特写镜头。“这是受到了风的影响。”麦金托什说到。“星光会穿过大气湍流照射在探测器上,而探测器会驱动我们的自适应光学系统”。

自适应光学系统是一组由电脑控制的变形镜。为了克服因大气导致的畸变,这些变形镜在一秒钟内变形几百次甚至上千次,让天文学家能拍摄到可与空间望远镜相媲美的照片。敲了几下键盘,并对团队下达口头指令后,麦金托什启动了GPI的自适应光学系统。在望远镜的底端安装着两块GPI的变形镜,一块是市售现成的“woofer”镜(低分辨率、低速、变形幅度大),另一块稍小一点,是专门定制的“tweeter”镜(高分辨率、高速、变形幅度小),有4000多个促动器。现在,两个变形镜正在同步起伏扭动,用镜面的凸起和凹陷,去匹配望远镜上空每处会导致光线模糊的瞬时空气扰动,使得星光恢复到近乎完美的状态。结果看起来十分神奇,麦金托什屏幕上变幻动荡的圆圈变得平滑且稳定。现在,HD95086在屏幕上形成了一个非常明亮的像。但是,没有行星的迹象。

为了让这颗恒星的已知行星显现出来,麦金托什采用了一个能遮住大部分星光的星冕仪。在星冕仪中,星光通过一系列掩膜之后会有99%的光子被过滤掉。那些通过了星冕仪的星光则汇聚在一起,照射到一块中心有一个孔的平面镜上,这个孔的打磨精度达到了原子量级。麦金托什解释说,恒星的光会射入孔中,而行星的光则会被平面镜反射,进入仪器中,抵达一个能把光线按波长分解成不同组分的超低温光谱仪。

现在,屏幕上的图像是围绕着中心黑影(即HD95086)的光斑组成的白色光晕,那些斑块被称为散斑,是由星冕仪漏过的多余星光形成的。在GPI的图像中,散斑会掩盖行星或者伪装成一个行星。为了区分散斑和行星,GPI团队会在红外波段拍摄一系列不同波长的照片。

麦金托什像放电影一样,一帧一帧前后滚动着不同波长的图像,光晕随着所有光斑的统一移动而膨胀收缩。所有的光斑中,只有一个比较特殊:从恒星散斑的汪洋大海中,我们找到了孤零零的一个固定不动的行星光点。不到半个小时,我们就从只能看到风,到了可以看到其他恒星身旁的一颗遥远行星。进一步分析GPI数据中的行星光谱后,研究者发现,该行星的颜色非常红,这可能是光线被其高层大气中的尘埃强烈散射的结果。

并非所有目标都这样难以观测,那些更近、更亮的恒星很乐意向我们透露它们的秘密。早些时候,GPI团队只用单次60秒的曝光就拍摄到了Beta Pictoris b的图像。这是一颗炽热的年轻巨行星,距离地球63光年,它的轨道半径几乎是木星绕日轨道半径的两倍。如此轻松就能看到该行星,这说明直接成像终于成了一种常规手段:稍早安装在双子星南方望远镜上的另一个直接成像仪之前也获得了类似的Beta Pictoris b图像,尽管它需要一个多小时的观测和大量的图像处理工作。GPI团队得到的新图像使他们对Beta Pictoris b轨道的估算达到了前所未有的精确度。他们还发现,从地球角度来看,该行星会在2017年挡在其恒星前面,发生凌星现象——这种罕见的排列有助于科学家更好地了解这颗遥远的巨行星。

在日出前剩下的几个小时中,GPI团队拍摄了双星和黯淡的尘埃盘,甚至还穿透土卫六浓厚而朦胧的碳氢化合物大气,观察它斑驳的表面。

6天观测周期的最后一个夜晚,GPI团队发现了第一颗系外行星。该行星围绕着一颗年龄约为2000万年的恒星运转,轨道半径是木星轨道半径的两倍。第一个注意到该星的人是加利福尼亚大学伯克利分校的博士后罗伯特·德·罗莎,他在观看一些不起眼的GPI图像时,察觉到了一个闪烁的光点。随后的观测显示,这是一个质量相当于木星23倍的行星,距离地球100光年,是天文学家迄今为止观测到的与木星最为相像的行星。

“这是天文学家发现的第一颗看上去是温暖版的木星而不是低温恒星的行星。”麦金托什说。“这颗行星可能很年轻,仍然‘记得’自己形成的过程。通过充分的观测我们能够确定它的质量和年龄,并查明它是自内而外形成的(我们认为木星就是这样形成的),还是像恒星一样过由外到内形成的。”

一个新的时代

离开了麦金托什,我赶到了伯齐团队这里。在一间狭小的控制室内,SPHERE团队的领导者伯齐正在调度准备即将开始的试运行。SPHERE在试运行阶段表现得非常好,拍摄到了许多出色的天体图片,这其中包括一个围绕着HR4796A的黯淡尘埃环。HR4796A是一颗距离地球237光年的恒星,位于半人马星座,年龄大约为800万年。

伯齐告诉我,尽管已经拍到了许多漂亮的照片,但在我到访的这一晚,SPHERE还没有准备好去发现新的行星,它的自适应光学系统出了点问题。在造价100万欧元,有1377个单元的SPHERE变形镜上,有些负责弯曲镜片的促动器无法工作。伯齐说,最终的解决方案可能把整个变形镜换掉,改成采用其他促动器技术的变形镜。即使如此,他仍乐观地认为SPHEREGPI都会超额完成各自的科学目标。与此同时,仪器的试运行必须继续下去。这次试运行已在今年年初结束了,并获得了第一批早期科学观测数据,对先前已经拍摄到的行星系统进行了成像观测。

当我问到SPHEREGPI的竞争时,伯齐的第一反应只是微笑并抿了一口咖啡,片刻后他很认真地说:“一旦我们都开始发现新的行星,没人会记得是谁第一个。我不是说我们与美国人之间不存在竞争,但我和麦金托什已经相识15年,我们都知道这项任务有多困难,我们共同庆祝成功,分享遭遇的困难,改进各自的系统,为下一代天文台和成像仪器铺平道路。”

“随着这些观测设施在几乎同一时间启用,我们正进入一个新的时代。”加州理工学院教授,同时担任SPHERE首席仪器科学家的德米特里·马维特说:“我们将会有许多奇妙的发现,我们也会大幅度地推进自适应光学技术的发展。而这将是下一代望远镜的基础,那些望远镜需要这类控制技术来维持巨大镜面的形态。”

下一代望远镜中的一个就计划建造在SPHERE北边20千米处、海拔3000米的阿玛逊斯山的山顶。在我拜访后不久,为了给欧洲极大望远镜清理出地基,山顶被炸平了。欧洲极大望远镜是将在未来十年中投入运行的三大超级望远镜之一。这些望远镜将拥有口径达30米或40米的超大主镜。把它们那前所未有的强大集光能力与SPHEREGPI这类系统结合起来,不仅能够拍摄自身会发出辐射的类木行星,也能对那些温度更低,比木星暗1000倍的行星进行直接成像,从而在距离太阳最近的那些恒星周围,拍摄到可能适宜生命居住的行星。然后,专门的空间直接成像观测项目就能够更深入地探索这类行星,搜寻生命信号。拍到这样的照片,一睹太阳系外“地球”的芳容,这一愿望一直激励着GPISPHERE等项目背后的团队成员。

当我在双子星南方望远镜与麦金托什交谈时,他也说了类似的话:“我把我们现在做的每一件事情都视为争取拍摄到另一个地球而作出的努力,将来的某一天我们会获得它们的照片。如果我们最终得出了拥有海洋、大气和氧等重要东西的小型岩质行星所占的比例,而且发现这个数字其实非常小,那将是非常重要的事情。这一发现可能在很长一段时间内都对人类文明的进步没有什么实际影响。但在哲学上,认识到‘在1000光年以内,我们的地球是唯一一个有生命的地方,’可能会提醒我们小心点,别把地球搞砸了。”

(本文由《环球科学》杂志社供稿)

 

 


科技日报 2015 10 23

更多类地星体或许尚未“出生”

NASA估算仅银河系就有10亿颗

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

科技日报北京1022 (记者房琳琳)根据最新的理论研究,当太阳系在46亿年前形成的时候,宇宙中可形成潜在宜居星球的物质,只消耗了8%,即使太阳能再燃烧60亿年,宇宙诞生宜居星球的过程依然不会停止,要知道,还有92%的宜居星球,在宇宙这个“大产房”中等待着“出生”。

据每日科学网站近日报道,这一结论来自美国国家航空航天局(NASA)哈勃太空望远镜和行星捕获者开普勒太空观测站联合搜集的数据分析。

巴尔的摩太空望远镜科学研究中心的皮特·拜鲁兹表示,这项研究的最主要动机就是希望了解地球在宇宙中的位置,因为相对于在宇宙中最终都能成形的行星而言,地球确实是个“先行者”。

纵观宇宙的往昔与未来,哈勃望远镜给天文学家提供了一个基于星系观测的“家庭相册”,它记录了宇宙恒星随着星系形成的历史。数据表明,100亿年前,宇宙制造恒星的速度很快,但其中氢气和氦气演化的速度却非常慢。如今,恒星诞生的速度慢下来了,但仍有大量残余气体在持续地生成恒星和行星。研究人员莫里·皮尔斯说,在宇宙大爆炸后,银河系和其他地方仍有相当多的剩余物质,它们在未来会形成更多的星体。

开普勒太空观测站行星搜索任务数据表明,在银河系中,恒星的宜居带中存在的地球大小的星球并不罕见。科学家推断,银河系现在应该还有10亿颗这样的星球,其中大多数都是由岩石构成。当视野扩大到宇宙中另外1000亿个星系的时候,这个估计数会飙升。

研究人员称,未来的类地星体更可能出现在巨大星系团内,也可能出现在矮星系中,在它们内部,还有未被用掉的、用以构建恒星和行星系统的气体。相比较起来,银河系已经消耗掉了绝大多数这类气体。

 


参考消息 2015 10 25

研究显示类地系外行星大多尚未诞生

【合众社美国巴尔的摩1020日电】对美国航天局“哈勃”和“开普勒”太空望远镜收集的数据进行的新分析显示,类似地球的系外行星大多尚未诞生。类地行星的定义是:在主恒星宜居带即可能存在液态水的区域内绕轨道运行的岩石行星。

这项假设成分很大的研究并不能证明类地行星数量极少。实际上,在上述宜居带很可能存在数以十亿计的系外行星。该研究只是描述未来恒星和行星形成过程的入门读物。简言之,宇宙中不断进化的星系会在漫长时间里不断制造出恒星和行星。

通过追踪古代星系的进化过程,位于美国巴尔的摩的太空探测科学研究所的研究员们发现,虽然恒星形成的速度在放缓,目前可用于形成恒星的气体比宇宙最初形成时要多得多。他们的推测结果显示,即便再过100万亿年,宇宙中最后一颗恒星也不会停止发光———这就给再形成数以十亿计的类地行星提供了大量时间。

当前存在的类地行星只占将在宇宙存在期内形成的宜居行星总量的8%

太空探测科学研究所行星专家彼得·贝鲁齐在一份新闻稿中解释说:“我们的主要动机是理解地球之于宇宙其他星球的地位。相比宇宙中所有将形成的行星,地球其实是出现得很早的行星。”

贝鲁齐是这份新研究报告的主要撰写人。英国《皇家天文学会月刊》本周刊发了该研究报告。

研究报告共同撰写人、太空探测科学研究所的莫莉·皮普尔斯说:“(宇宙大爆炸后)剩余物质未来足以在银河系及以外的宇宙空间中形成更多行星。”

贝鲁齐和皮普尔斯说,未来的行星更可能诞生在巨大的星系团和矮星系中。与银河系这样的中等规模的旋涡星系不同,这些巨大的星系团和矮星系尚未用完形成恒星所需的气体储备。

 

 


科技日报 2015 10 25

宇宙中的“地球2.0

——最像地球的十大系外行星

本报记者 刘 霞 综合外电

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

格利泽581g距离地球约20光年

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

地球和开普勒-186f各自在其星系中的位置

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

Kepler-62f行星系统与太阳系的对比图

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

Kepler 62f的示意图

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

NASA提供的开普勒-186f与地球对比图

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

NASA提供的开普勒-186f与地球对比图

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

开普勒-186f

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

地球和开普勒-186f的日落景象模拟图

 

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

位于绘架星座的HD 40307g行星

 

虽然渺小的人类仍然掌控不了浩瀚的宇宙,最远的触角也仍在太阳系内折腾,但人类的观察工作却始终在推进。找到第一颗真正的“外星地球”一直是天文学家多年来的梦想。自1995年第一颗这样的行星被证实围绕类似太阳的恒星旋转以来,科学家们已经发现了大约2000多颗系外行星。其中一半以上由美国国家航空航天局(NASA)的开普勒太空望远镜发现,该望远镜于2009年发射,主要用于发现环绕其他恒星旋转的类地行星。开普勒太空望远镜的观测结果表明,与我们的地球母亲类似的小型岩石星球在银河系中很多,有些可能存在生命。

一颗行星必须满足某些条件才有可能让生命繁衍生息。首先,它必须相对较小;其次,行星绕恒星运行的轨道正好处于“宜居带”上。所谓“宜居带”就是指在一颗恒星周围由于距离适当,从而允许其行星表面的水以液态形式存在的区域。随着望远镜技术的与时俱进,行星是否宜居的其他因素也会被囊括进来,比如行星的大气组成、其母星的活跃程度等。

虽然“地球2.0”仍然芳踪难觅,但在广袤无垠的太空,仍然有些行星与地球类似。美国太空网在86日的报道中,为我们梳理了NASA认为已知的最接近地球的行星,报道指出,科学家们在系外行星方面的发现表明,在不久的将来,找到第一颗适合生命生存的真正的“外星地球”梦想将照进现实。

格利泽667Cc

格利泽667CcGliese667Cc)由欧洲南方天文台位于智利的3.6米望远镜所发现。这颗系外行星距离地球仅22光年,位于天蝎座内,质量至少是地球的4.5倍。目前研究人员还不能确定它是否属于岩石星球。

格利泽667Cc绕其恒星旋转一周仅为28天,其恒星是一颗温度比太阳低很多的红矮星,这颗恒星的质量约为太阳的三分之一。这颗系外行星被认为处于宜居带,不过,其轨道可能近到足以让它被红矮星的耀斑烤焦。

格利泽581g

201111月底,科学家们发现了一颗在环境条件上和地球极为类似的行星——格利泽581gGliese581g),不禁让人们对那里是否存在生命充满期待。

格利泽581g这颗系外行星位于天秤座,距离地球约20光年,重量约为地球的23倍,围绕中央母星的运行周期约为37天。格利泽581g的不同寻常之处在于它围绕其中央母星的运行距离不近也不远,恰好位于所谓的“宜居带”内。另外,其质量数据暗示它可能是一颗岩石行星,拥有固体的表面,并且其质量提供的引力场将足以保持一个可观的大气层。

研究人员表示,如果用一种所谓的“地球相似指数(EarthCompatibilityIndex)”来表示一颗星球和地球的相近程度,并且以地球本身作为1,那么火星的这一指数为0.7,而格利泽581g则高达0.89

格利泽581d

今年3月中旬,格利泽581dGliese581d)被天文学家确认存在,至少有一项研究表明,这颗系外行星是格利泽581g的“姊妹”行星,质量约为地球的7倍,距离地球约为20光年。

格利泽581d拥有一个浓厚的二氧化碳大气层,温暖的程度足以形成海洋、云团和降雨。这是一颗布满岩石的行星,围绕一颗红矮星旋转,轨道位于该恒星“宜居带”的边缘,这里的温度恰好让水维持液态。法国国家科学研究中心的气候科学家罗宾·伍兹沃斯博士和同事根据对这颗系外行星的气候模式进行的计算机模拟结果表明,这颗行星确实存在适合生命生存的条件。

开普勒-22b

开普勒-22b由开普勒望远镜于2011年发现,它距离地球600光年,位于天鹅座。它是第一颗被发现处于其母星的宜居带内的开普勒行星。它比地球大一些,约为地球的2.4倍,表面温度约为22摄氏度。目前还不清楚这颗“超级地球”是岩石行星、液体行星还是气体行星。它的公转周期约为290天。

开普勒-69c

开普勒-69c距离地球大约2700光年,它比地球大70%左右,研究人员目前依然无法确定它的构成。这颗行星的公转周期是242天,这使它在自己的恒星星系内的位置类似于我们太阳系内金星的位置。开普勒-69c母星的亮度约为太阳的80%,这颗行星似乎也处于“宜居带”内。

开普勒-62f

2013年,开普勒望远镜在茫茫宇宙中发现了开普勒-62f的芳踪,这颗行星比地球大40%,其恒星的温度比太阳低很多。科学家们认为这可能是一颗岩石行星,拥有极冠、陆地和水体。开普勒-62f的公转周期是267天,这使它也位于“宜居带”内。

开普勒-62f所在的开普勒-62行星系统是一个拥有至少5颗行星的系统,距离地球约1200光年。

开普勒-186f

2014417日出版的《科学》杂志刊文称,天文学家发现了迄今为止最像地球的行星开普勒-186fKepler-186f)。这颗行星位于天鹅座,大小约为地球的1.1倍,离地球大约500光年。由于开普勒-186f的大小与地球相似,与其恒星间的距离也恰到好处,这也就大大增加了地表存在液态水的可能性。

当然,开普勒-186f行星上是否有地表水,仍不得而知。而且,其适宜居住性实际也处在人类可接受范围的边缘:比如说该行星绕恒星运行一周的时间大约为130天;从恒星获得的能量也仅相当于地球从太阳获得能量的三分之一。而且,开普勒-186f是其恒星星系中最外围的一颗行星,处于宜居区的边缘,这意味着其表面温度可能过低,水有可能结冰。

开普勒-186f的母星是一颗红矮星,所以它不是地球真正的孪生兄弟,只能说是表亲。

开普勒-452b

今年724日,NASA宣布发现了“另一个地球”Kepler-452bNASA的官员表示,它是迄今发现的最像地球的行星,也是首个与地球大小相近的“宜居”行星,即地球2.0,大小是地球的1.6倍,位于距离地球1400光年的天鹅座,它有“很大几率”是岩石星球。Kepler-452b上的一年大约385天,和地球上的365天很接近。Kepler-452b的母星与太阳十分类似,行星的轨道也在宜居带上。

HD40307g

位于绘架星座的HD40307g行星发现于201210月,这颗行星同样也是位于恒星周围的“宜居带”内,距离地球大约42光年。由于其距离地球非常近,科学家希望未来的望远镜可能直接观测到该行星。根据行星观测法,HD40307g行星的轨道距离其恒星大约9000万公里。这个距离接近为地球和太阳间1.5亿公里距离的一半。

HD40307g的质量约为地球质量的7倍,所接受的恒星辐射为地球从太阳接受辐射的62%,是迄今为止所发现的位置最接近主星并且主星特性最类似于太阳的可居住系外行星。

HD85512b

2011年,科学家借用位于智利的高精度视向速度行星搜索器(HARPS),在船帆星座发现了一颗系外行星HD85512b。这颗行星的质量约为地球质量的3.6倍,距离地球35光年。HD85512b行星位于恒星“宜居带”的边缘,科学家希望未来能弄清楚这颗行星表面是否存在液态水。

 


中国科学报 2015 10 27

“僵尸”白矮星蚕食小行星

外星行星(2015 年 8—10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

天文学家推测白矮星会吞噬大质量岩石,新发现为此提供了确凿证据。

图片来源:MARK A. GARLICK

 

一颗炙热、致密的白矮星——体积不足地球大小而质量却相当于太阳的一颗小恒星——已经把临近的一颗类似小行星的天体撕裂成岩块,这是天文学家最新观测到的一个现象。很快,这颗白矮星将会逐一吞食掉这些岩石块。

“科学家此前推测宇宙中一定在发生着这种情况。”美国哈佛—史密森天体物理研究中心天文学家Andrew Vanderburg说,“这一次,终于发现了确凿的证据。”Vanderburg是这篇近日发表于《自然》的文章的领衔作者。

这颗白矮星,即WD 1145+017,距离处女座约570光年。其“恶劣行为”的线索来自于开普勒太空望远镜采集的信息,该望远镜通过掩星(一个天体在另一个天体与观测者之间通过时产生的遮蔽现象,掩蔽者较被掩者的视面积要大)或凌星(掩蔽者较被掩者的视面积要小)使恒星光线变化的方式搜寻地外行星。

“我们并不是在通过开普勒望远镜搜寻白矮星。”Vanderburg说。这是因为白矮星相当于宇宙中的“僵尸”,当像太阳一样的恒星膨胀为红巨星、剥落掉外层后,就会衰竭成细小的、极为炙热的灰烬。开普勒任务聚焦于大多数尚未到达衰竭期的恒星,因为有利于生命生存的行星更有可能围绕这些恒星运转。

WD 1145+017并不属于开普勒的探索范围,但当它进入该望远镜的视域后,Vanderburg和同事立刻了解到,一定有天体在经过。但是他们需要利用若干个地球上的小型望远镜弄清楚那些天体究竟是什么。

观察发现,这个天体或这些天体——可能存在多个小行星——正在围绕着这颗白矮星以极快的速度公转,大约每4.5~4.9小时就可以公转一周。这意味着,它们和这颗恒星之间的距离比地球和月球之间的距离更近。

而且这些天体体积很小。通常白矮星的体积很小,当附近行星经过它时会完全遮挡或是几乎全部遮挡它发出的光线。然而,在此次情况下,白矮星的光线最多只变暗了40%。更奇怪的是,其光线变暗存在间断性—— 一些天体经过时,光线变暗较多;一些通过时,光线被遮挡的并不多。另外,当白矮星变暗后,它还会很快变亮。科学家表示,如果这种现象是由一颗行星造成的,那么光线变化不应该如此突然。

科学家表示,或许这种现象还有其他解读方式。但是英国华威大学天文学家Boris Gansicke认为Vanderburg团队的解释非常可能。“除此之外,我想象不出别的解释了。”他说,“让人激动的是,我们过去十年来认为白矮星可能发生这样的现象,现在故事的确在沿着我们设想的发向发展。”(冯丽妃)

 


参考消息 2015 10 28

地球会如何毁灭

美国石英财经网站1025日报道】题:天文学家说,在预测地球死亡方面有重大发现

天文学家首次直接观察到一颗小行星环绕一颗白矮星运行,小行星不断分解,最终会撞向白矮星。开普勒太空望远镜发现的这一现象让人们看到数十亿年后,当太阳像大多数恒星那样变成白矮星后,地球可能面临的命运。

该论文发表在英国《自然》周刊上。论文的作者们注意到白矮星WD1145+017的亮度会变暗——一个凌日信号,从而发现了这颗行星。研究者还探测到类似的、但较弱的信号,周期通常在4.5小时到5小时之间。综合分析地球上一些望远镜的数据后,研究者认为,这颗白矮星不时变暗是因为低质量天体运行到它的前面,阻挡了部分光线。

当太阳死亡时,一开始会膨胀变成一颗硕大的红巨星,吞没水星和金星。是否能膨胀到地球这个位置还没有定论。当它的核燃料耗尽时,在引力作用下,太阳会收缩到跟地球差不多大,但密度非常高,一茶匙就能有近15吨的质量。这一进化周期可能干扰太阳系中其他行星的运行轨道,增加它们互相碰撞、最终分崩离析落向太阳的几率,就像论文中所说的那样。

 

 

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