我国科研人员揭示了一颗名为Kepler-725c的庞大体型“超级地球”,该星体与地球相隔2472光年之遥。由于其独特的运行轨道,它并非始终位于宜居带内。尽管该行星尚未被直接捕捉到,但借助一种独特的技术手段,它得以显露真容,令人叹为观止。
这颗系外行星的发现得益于凌日时间变化(TTV)技术。
设想一下:探测系外行星的常见手段是观测行星穿越恒星时产生的光亮遮挡。这种现象,即所谓的“凌日”,会导致恒星的光芒稍微减弱,科学家们便可以根据这一变化来估算行星的尺寸。NASA的凯勒太空望远镜便是运用这种方法,成功发现了超过3300颗系外行星。不过,凌日法更适合探测那些距离较近、周期较短的行星,并且要求行星的轨道必须与地球的视线精确重合,一旦出现偏差,就有可能错过那些位于远轨道上的行星。
TTV技术有效地填补了这一不足。即便行星本身未被直接观测到,其引力仍能影响其他行星的凌日时间,导致时间上的提前或延后。通过对这些变化的细致分析,科学家们能够推断出被隐藏行星的轨道及其质量。例如,气态巨行星Kepler-725b的存在,正是通过TTV信号的揭示,才让隐藏的Kepler-725c得以被发现。
孙雷雷博士,中国科学院云南天文台的专家,作为该研究的首席作者,透露通过解析Kepler-725b的轨道变化信号,他们已成功推算出Kepler-725c的质量及其运行轨道的相关数据。这些发现已于6月3日刊登在《自然天文学》期刊上。
Kepler-725c的质量大约是地球的十倍,它被归类为“超级地球”——这类巨大的行星可能由岩石构成,但在我们的太阳系中尚未发现类似的天体。科学家们正在研究超级地球的特性,例如,它们是否被厚重的气体层所包围?是否能够维持板块构造活动?以及强大的重力是如何影响生命演化的?这些问题目前还没有得到明确的答案。
特别值得关注的是,Kepler-725c的轨道偏心率达到了0.44,呈现出极为显著的椭圆形,远超过了地球那近乎完美的圆形轨道(其偏心率仅为0.0167)。因此,这颗行星在运行过程中,时而接近其恒星,时而远离,其平均接收到的热量是地球的1.4倍,然而在不同轨道阶段,这种热量差异却十分显著。而Kepler-725c仅在其207.5天轨道周期中的一部分时间,才位于宜居带内——也就是可能存在液态水的那个区域。若有大气,其气候可能因剧烈的热量变化而动荡。
这是否暗示着Kepler-725c仅在某些特定时期内适宜生命存在?一旦它脱离宜居带,那些潜在的生命形态将如何应对?这些问题既激发了科学家的兴趣,也让他们感到困惑。由于Kepler-725c并未发生凌日现象,詹姆斯·韦伯太空望远镜无法通过光谱分析来探究其大气成分,这无疑加大了研究的复杂性。
喜讯传来,未来将迎来更多机遇。2026年,欧洲航天局将启动PLATO任务,届时将发射探测器,该探测器具备更高的探测灵敏度,尤其擅长利用TTV技术来发现那些位于遥远轨道上的系外行星。
孙雷雷指出,Kepler-725c的发现揭示了TTV技术在探测宜居带中低质量行星方面的巨大潜力,这一成果不仅对探寻宇宙中的生命具有重要意义,同时还能为宜居带行星的统计数据提供有力支持。
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