第2颗超级月球!5500光年外,天文学家的重大发现

迄今为止,天文学家已经在银河系内发现超过4500颗系外行星了。这些行星最大的质量是木星的好几倍,最小的体积和月球差不多大。至于更小的系外行星,不是不存在,而是小到让我们难以发现。

第2颗超级月球!5500光年外,天文学家的重大发现

发现系外行星都如此困难,就更不用说发现系外卫星了。但是在太阳系内,卫星的数量要远远多于行星的数量。仅仅木星这一颗行星,就有79颗卫星,更别提有些小行星也有卫星的情况了。我们有理由相信,银河系内其他恒星系统中卫星的数量也比行星多得多。

最近,天文学家发现了一颗系外卫星,这颗卫星的体积,甚至比地球还要大……

这已经是天文学家第二次疑似发现系外卫星了,在2017年的时候,哥伦比亚大学David Kipping博士所带领的团队就曾经报告疑似发现了一颗系外卫星。值得一提的是,这一次取得重大发现的,还是他的团队。在最近的《自然-天文学》杂志上,他们介绍了自己的最新成果。

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这颗卫星位于5500光年外,它的宿主行星是Kepler 1708b。这颗行星本身就非常巨大,质量可能达到了木星的4倍。它的卫星也非常惊人,这颗被命名为Kepler 1708b-i的卫星,半径达到了地球的2.6倍。也就是说,太阳系八大行星中,有四颗都比它小!

要知道,太阳系内最大的卫星木卫三半径也只有2631公里,只有地球的40%左右,也就是Kepler 1708b-i的1/10!

而且,太阳系内比地球大的行星中半径最小的就是海王星,也有地球的4倍左右,是一颗气体行星。这中间的差距太大,以至于天文学家无法判断一颗行星到底要有多大的半径就可以成为气体行星。或许像Kepler 1708b-i这样达到地球2.6倍的情况下,就足以成为气体星球了。如果真的是这样,这将会是一颗气体卫星!

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那么,天文学家是如何发现这颗卫星的呢?

其实,发现系外卫星的手段,无外乎是从发现系外行星的手段中选取。这一次研究人员用到的,就是我们经常介绍的方法——凌日法。

连它的宿主行星Kepler 1708b本身,也是利用这个方法被发现的。当它运行到宿主恒星和地球之间的时候,天文学家的望远镜就会捕捉到明显的恒星亮度的下降,并且这种下降的频率非常稳定,意味着有一颗行星稳定地进行着公转。

在Kepler 1708b导致宿主恒星亮度略微下降之后的一段时间内,Kipping博士等人又发现了恒星亮度的另一次亮度下降,只不过比行星导致的变化要小一些。

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得到这样的信号,并不一定就意味着发现了系外卫星。和其他许多天文发现一样,研究人员首先要排除可能的干扰因素。根据Kipping博士的说法,他们把可能导致干扰的因素都排查了一遍,发现这个信号始终存在,这意味着它的确是某种宇宙天体导致的结果。

随后再根据凌日的效果,研究人员才推测,他们发现的就是一颗系外卫星。它和宿主行星的距离相当于行星半径的12倍,这和木星系中木卫二的半长轴与木星半径的关系相似。

即便如此,对于如此巨大的系外卫星,他们仍然表示非常不可思议。所以他们推测,Kepler 1708b-i原本可能就是一颗行星,再一次近距离接触Kepler 1708b的时候被后者的强大引力所吸引,从此变成了一颗卫星。

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这样的情况发生的概率的确很低,但是考虑到理论上银河系内存在着海量的系外卫星,多小概率的事件都是有可能发生的。而且,鉴于目前的观测能力,天文学家发现的系外卫星就只有这两颗,根据Kipping博士的说法:在所有的观测之中最先被探测到的,通常都是最奇葩的那部分。

的确如此,上一次他的团队发现的系外卫星,也是一个奇葩。那颗卫星名叫Kepler 1625b-i,同样非常巨大。其宿主行星的质量是木星的10倍,它本身的质量也和海王星差不多大,二者的距离大约是300万公里。针对这种像海王星一样大的系外卫星,Kipping博士还专门起了个名字——类海王卫星(Nept-moon)。

第2颗超级月球!5500光年外,天文学家的重大发现

对于天文学家来说,目前能够发现的系外卫星只能是最巨大的那部分,因为我们的观测能力还相当有限,它们又是最容易被发现的。

即便如此,在发现了疑似的系外卫星信号时,天文学家也要非常严谨地排除其他干扰因素。根据华盛顿大学的Eric Agol的说法:“这或许仅仅是数据出现了一个小波动,也可能是来自于恒星或者仪器本身产生的噪音。”

其实天文学家发现的疑似系外卫星已经很多次了,不过最终基本都被确认是观测误差导致的。就连2017年发现的Kepler 1625b-i,也一直存在着比较大的争议。至于这一次发现的Kepler 1708b-i,究竟有着怎样的身份,即便发现它的团队非常有信心,但其他天文学家认为必须要进一步确认才可以。

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不论是已经垂垂老矣的哈勃太空望远镜,还是刚刚升空的詹姆斯·韦布太空望远镜,都具有验证这颗系外卫星是否真实存在的能力。不过,它们的观测时间都被排得很满,恐怕抽不出时间来。

而且,对Kepler 1708b-i的观测也有严格的时间限制,因为Kepler 1708b绕宿主恒星公转的周期大约是2年,所以我们每2年才能获得一次观测它的机会。这也要求Kepler 1708b-i在宿主行星下一次凌日的时候,它自己也恰好处在Kepler 1708和地球之间,并且没有被Kepler 1708b所遮挡。

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总之,这颗卫星究竟是否真实存在,仍然很难盖棺定论,除非人类有更加先进的探测方法。我们都知道银河系内一定有数不胜数的系外卫星,但却不知道该怎么寻找它们。

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投稿时间:2022-01-18  最后更新:2022-05-05

标签:天文学家   发现   宿主   木星   银河系   太阳系   半径   恒星   月球   行星   地球

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