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天文学家又探测到一颗新的系外行星,而且这颗行星离我们不远

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图片来源:旧金山州立大学
行星猎人。 Geoffrey Marcy 和他的同事们发现了过去两年半中发现的大多数系外行星。

最近的天空似乎非常拥挤。在过去的两年半中,天文学家已经探测到 12 颗新的太阳系外行星。而上周一,天空变得更加热闹。旧金山州立大学的 Geoffrey W. Marcy 和他的同事在加拿大不列颠哥伦比亚省维多利亚举行的国际天文学联合会研讨会上宣布,他们又发现了一个新的天体,围绕着一颗距离地球仅 15 光年的恒星运行。

在他演讲两小时后,Marcy 收到了一封来自日内瓦和格勒诺布尔天文台 Xavier Delfosse 领导的团队的电子邮件,透露他们已经使用法国上普罗旺斯天文台和智利欧洲南方天文台的望远镜证实了这一发现。


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所讨论的恒星 Gliese 876 不仅是迄今为止科学家发现伴星的恒星中最接近的一颗,而且也是最轻最暗的一颗,质量只有我们太阳的三分之一,亮度只有我们太阳的四十分之一。因此,研究人员推测,行星系统实际上可能比以前认为的更为常见,而且许多行星系统可能与我们自己的行星系统截然不同。

找到它们并非易事。行星只能微弱地反射光线,而恒星,由核反应提供能量,通常比行星亮十亿倍以上。这颗最新的行星——质量是木星的 1.6 倍——也不例外。与其他最近的发现一样,研究人员无法直接看到它,而是注意到 Gliese 876 位置的明显晃动——这种晃动只能是由附近行星的引力引起的。

图片来源:GEOFFREY MARCY,旧金山州立大学
多普勒频移。 尽管大多数遥远的行星无法直接用望远镜观测到,但它们会对所环绕的恒星施加引力。 结果,恒星会略微摆动,从而产生可测量的周期性波长偏移。

该团队通过监测 Gliese 876 星光的都卜勒频移来测量其摆动。当恒星相对于地球来回摆动时,它的光波也来回移动,周期性地向光谱的红色和蓝色端移动。通过这个周期,他们计算出这颗行星仅需 61 天即可绕 Gliese 876 旋转一周,并且旋转距离非常近——平均距离比太阳和水星之间的距离还要短,是太阳和地球之间距离的五分之一。

Marcy 和他的同事——英澳天文台的 R. Paul Butler、加州大学圣克鲁兹分校的 Steven S. Vogt 以及旧金山州立大学的 Debra Fischer——去年开始使用夏威夷莫纳克亚山顶的凯克天文台的强大光谱仪研究包括 Gliese 876 在内的 400 颗附近恒星。他们在 6 月 18 日和 19 日收集了关键数据。 早些时候,他们曾使用利克天文台观测过 Gliese 876。自 1987 年以来,旧金山州立大学的项目已经监测了 107 颗恒星。

在多普勒技术于 1995 年揭示了围绕飞马座 51 星的第一颗行星之前,天文学家只能从我们自己的太阳系中寻找关于行星如何形成的理论。 从当时的证据来看,他们推测行星是从扁平的、旋转的气体和尘埃盘中诞生的,这些气体和尘埃盘从中心恒星中凸出。 但如果这个模型完全准确,行星就不会像最近发现的大多数行星那样靠近恒星,而且它们的轨道将是近乎圆形的,而不是椭圆形的。 教训是,我们的世界可能是天体规则的一个例外。

图片来源:《大众科学》

偏心轨道。 许多通过多普勒技术新发现的系外行星,包括飞马座 51 星周围的这四颗行星,都遵循高度椭圆的轨道,这些轨道非常靠近它们的母星——这些特征迫使天文学家重新思考关于行星如何形成的理论。

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