发现比地球小的系外行星 表面覆满炽热岩浆

国际中心综合报导

美国佛罗里达大学史帝文生等人透过史匹太空望远镜观测资料,侦测到一颗体积可能仅约地球三分之二大的系行星。这颗系外行星候选者编号为UCF-1.01,距离地球约33光年,若经证实确实为系外行星,将是比地球小的系外行星中最接近太阳系的。

系外行星指的是太阳系以外、环绕其他恒星公转的行星。迄今已知的系外行星中,仅有少数小于地球。史匹哲太空望远镜透过「凌日法」研究过数个已知的系外行星,不过UCF-1.01却是这架太空望远镜首度自行发现的系外行星;这项发现让史匹哲太空望远镜的观测角色更近一层,未来将可协助发现可能适合居住的地球级行星。

UCF-1.01的发现其实在是个意外。史帝文生(Kevin Stevenson)等人原本利用史匹哲太空望远镜正在研究海王星级的系外行星GJ 436b,这颗已知的系外行星环绕GJ 436这颗红矮星公转。

从史匹哲观测资料,史帝文生等人注意到这颗恒星在红外波段星光略微下降,但这个星光亮度下降的现象并非是GJ 436b造成的。他们重新检视之前的GJ 436观测资料,发现这种亮度些微下降的现象是周期性的,显示GJ 436应该拥有GJ 436b以外的另一颗行星。

这项利用凌日法寻找系外行星的技术,用得最彻底的就是克卜勒太空望远镜。凌日法的优势就是可在系外行星行经恒星前方、造成星光亮度下降的过程时间点,来估算这颗系外行星的大小和与母星的距离等基本特性

在UCF-1.01案例中,它的大小直径约8,400公里,相当于地球直径(约12800公里)的三分之二;UCF-1.01公转轨道离GJ 436很近,大约仅有地月距离的7倍(地球到月球平均距离约为384400公里),绕GJ 436公转一周仅需1.4地球日,这么靠近母恒星的后果,使得UCF-1.01的表面温度接近摄氏600度。

摄氏600高温烤灼下,行星表面覆满炽热的岩浆

如果这个被几乎烤焦的系外行星曾经一度拥有大气层,也早就被蒸发殆尽了。所以,这颗系外行星现在的模样,应该类似水星,是个布满坑洞、早已没了地质活动的死寂星球。甚至,如此高温烤灼之下,这颗行星的表面已经呈现融化状态,换言之,整个行星表面覆满了炽热的岩浆。

除了UCF-1.01之外,Stevenson等人还怀疑GJ 436可能有第三颗行星,UCF-1.02;这些科学家估计GJ 436这两颗新发现的系外行星,质量仅约地球的三分之一而已。史匹哲可能已经各自观测到这两颗系外行星好几次,但是即使最灵敏仪器都还是无法测量它们的精确质量。要证实它们确实为系外行星,确认质量这点很重要,如果没有确认它们的质量,则仅能称为「系外行星候选者」。

克卜勒太空望远镜已经发现约1800颗恒星确定有或可能有行星系统,不过仅确定其中3颗系外行星比地球小,在这3颗中则仅有一颗比UCF-1.01和UCF-1.02小,相当于火星大小(直径约为地球的57%)。史匹哲的这项发现,显示用以发现火星大小的系外行星不是问题。虽然史匹哲已在太空中工作9年之久,却仍能开发新而重要的研究领域,相当难得。