专栏名称: 牧夫天文
中国最早的天文社区网站,成立于1999年,这里是牧夫天文论坛的官方交互电子刊。通过本微信公众订阅号,您可以及时了解天文、航天和牧夫论坛的最新资讯,并可深入学习天文器材和双筒望远镜等光学仪器的使用方法,和全球华人一起交流分享使用经验。
目录
相关文章推荐
科普中国  ·  这一“节目单”,新鲜出炉! ·  昨天  
乌兰察布云  ·  就在明天,准备观赏! ·  2 天前  
环球科学  ·  分享图片 ·  4 天前  
51好读  ›  专栏  ›  牧夫天文

开普勒团队发布最终版系外行星目录

牧夫天文  · 公众号  · 科学  · 2017-06-23 07:01

正文

周一  ·  最新发现        |        周二  ·  牧夫专栏

周三  ·  太空探索        /        周三  ·  天文测试

周四  ·  观测指南        |        周五  ·  深空探测

周六  ·  星空的诗        |        周日  ·  天文周历


开普勒团队发布最终版系外行星目录


      6月19日,与开普勒望远镜头三年半搜集的所有数据一起,天文学家发布了第八代也是最后一代任务目录。其中包含着219个新的候选行星,里面10个有着与地球相近的大小,并且恰好在宜居带内。这个目录将帮助天文学家回答整个望远镜项目中的一个核心问题:有多少像地球一样的行星正在围绕着像太阳一样的恒星运转?

研究者们发现在行星大小的分布中有一个间断,这就意味着目前为止开普勒望远镜所发现的行星能按照大小被归为两类:岩态的地球大小的(类似于开普勒-452b),和略大的小型海王星大小的(类似于开普勒-22b)两类行星。这个直方图展示了不同大小的行星的相对数量(横坐标以倍地球半径为单位,纵坐标以百个为单位)。橙色线条表示已计数完整的数据,白色线条为未完整计数的数据。(尽管在1倍地球半径的行星和1.5倍地球半径的行星的分布中也有一个间断,我们暂时还没有足够的数据以确定这个间断真实存在。)

credit:NASA / Ames Research Center / CalTech / University of Hawai'i / B.J. Fulton


统计数字


      开普勒总共发现了4034颗候选行星,其中2335颗被认定确为系外行星。尽管在过去四年,天文学家们不停分析望远镜得到的数据时,候选行星和系外行星的数目不断增长,但现在它们已经到达顶点了。这是开普勒望远镜首要任务会发布的最后一个目录——遍历了天鹅座天区内的十六万颗恒星。

 

      此外,开普勒还总共发现了50颗地球大小的并位于宜居带内的候选行星,其中超过30颗被确认。“开普勒真的让我们得知了这些地球大小的行星的存在。”苏珊·穆兰丽(SETI)在NASA的新闻发布会中说。


      这最后的目录将开普勒首要任务的所有数据重新处理了一遍,通过一个新技巧:团队将他们自己的模拟的假信号导入数据中,以判断哪种类型的行星被多数了,哪种又被少数了。这将使团队能够更好的表示整个星系的行星,从而回答一个天文界最引人注目的问题:到底有多少宜居的世界?

 

      “我对穆兰丽的结果如此兴奋的原因是这个目录——因为它以一个及其复杂的方式完成——使对类似太阳的恒星周围的的宜居带内的行星的研究成为可能,这是之前几代目录都无法做到的。”加州理工学院的科特尼·德雷辛说。


系谱的划分


      本杰明·富尔顿(夏威夷大学)和他的同事已经利用了开普勒最新的目录,将他们的研究成果发布在了arXiv服务器上。这帮助天文学家理解开普勒带来的最大的惊喜:那些形成时质量介于地球和海王星之间的行星。现在天文学家将这些行星分为两类:超级地球——略大于地球,有着厚厚的大气层的岩态行星,以及小海王星——略小于海王星的没有岩质表面可言的气态行星。

这张草图描绘了系外行星的系谱。行星诞生于旋转着的气体和尘埃盘(原恒星盘),随后演变为既有木星大小,也有地球和海王星大小的行星。而后者又可被清晰地划分为两类:岩态地球大小和略大的,以及气态略小于海王星的。

credit:NASA / Ames Research Center / JPL-Caltech / Tim Pyle

      整个银河系内绝大多数的系外行星都在这个质量范围内,但天文学家始终无法找到一个明确的分界线。从哪个点上开始行星就要从超级地球被归类为小海王星?富尔顿的结果或许能提供一个答案。


      富尔顿说:“这是系外行星系谱中一个重要的新分支,就好比在生物学中发现了哺乳动物和蜥类是两个分支一样。”

该图说明了行星的形成和大小不同的两种分类。 首先,小块碎片形成行星岩质核心。 然后,行星的重力会吸引氢气和氦气。 最后,行星被星光“烘烤”,失去一些气体。 若行星质量达到一定的质量阈值,行星能留住气体,成为气态的小海王星; 低于这个阈值,行星就会失去了所有的气体,成为岩质超级地球。

credit:NASA / Ames Research Center / JPL-Caltech / R. Hurt

      尽管富尔顿不确定为什么大自然要将这两种星球如此清晰地划分开,但他怀疑这一切都归因于那两个最轻的元素:氢和氦。“非常小量的氢气和氦气需要无比漫长的一个过程来膨胀到一个行星大小。只要这些岩态行星中加入非常一小点的氢气,整体质量的2%,就可以使超级地球越过阈值加入大行星的行列。”


作者:Shannon Hall

翻译:陆寅峰

校对编排:陈艳玲

责任编辑:解仁江

本账号系网易新闻•网易号“各有态度”签约账号


专栏打赏

〖天文湿刻〗牧夫出品

微信号:astronomycn

通往北斗七星的山毛榉
拍摄者:宮坂 雅博

谢谢阅读