「克卜勒47」首见凌环双星 存于适居区
▲克卜勒47首见绕行双太阳的多行星系统。(图/中研院天文网)
8月举行的国际天文联合会会议上,天文学家宣布发现史上首见第一个「凌环双星多行星系统」,并形成了一幅「双双对对」的难得景象:2颗行星环绕在2颗恒星的周围。这项发现所蕴含的意义是,即使在双恒星四周这种混乱的环境和条件下,多重行星系统还是有可能形成及生存,不仅如此,多行星还有可能存在于距离恒星不太远也不太近、有利于生命发展的「适居区」中。
研究论文的主要作者,圣地牙哥州立大学助理教授Jerome Orosz说明,两颗行星因「凌」过母恒星之前的行星凌现象,为自己的真实存在提供明确证据,该篇论文获发表在「科学」(Science)期刊上。
这个代号和名称叫做Kepler-47的行星系统中,共包含2颗恒星和两颗行星,两颗恒星每7.5天彼此互绕一次。2颗恒星里其中一颗和太阳很类似,另一颗则是大小只有太阳1/3的迷你级恒星,论亮度,更只有太阳的1/175,非常暗。至于2颗行星的部份,位于内侧的那颗,大小只有地球3倍,在目前所有已知符合「凌环双星」条件的行星当中,是体积最小的一颗,环绕双恒星的频率为每49天一次。
位置较外侧的另一颗行星,体积比海王星略大一些,每303天公转一次,在所有已知资料中,这是最长的。更值得注意的是拜其轨道之赐,它也成了一颗位在「适居区」里的行星,在适居区这个范围里的行星,如果条件和地球类似的话,表面可能就会有液态水。可惜若根据目前的判断看来,这颗外侧行星可能是气体巨行星,也就是说,它并不利于生命发展,不过在这个发现中已能确认,「环双星多行星系统」的确是能够存在于适居区里的。
虽然观测到环双星行星系统远比观测绕行单一恒星的行星系统困难,但是它为天文研究带出丰富的动力学和激烈的气候变化等议题资料,是相当值得再做进一步深入研究的。在这次新发现的2个行星之前,已经发现的「凌环双星行星系统」共有克卜勒-16、34、35和38等4个。
Kepler-47c蕴藏生命不易,若有月亮环绕另谈别论
新的这个Kepler-47行星系统是位在距离地球5000光年外的天鹅座中。距离既如此遥远,本应看不到行星,所以这个发现是透过行星「凌」过了母恒星之前,发生光度下降的变化而取得的观测结果。事实上,这些行星凌现象所造成的光度损失是非常微小的,该系统中编号b和c的这两颗行星各分别带来了0.08%(b)和0.2%(c)的光度变化。相较之下,最近一次金星凌日时,太阳表面被遮蔽掉的光量大约是0.1%左右。
克卜勒太空望远镜有详细的测光数据,可以精确测量行星的「凌」和「食」的现象(行星凌也算是「食」的一种),然后再根据它来给出天体大小的资料。下一步再透过位置在美国德州McDonald天文台的望远镜的分光资料来决定天体的绝对大小,研究人员表示,「根据直径,2个行星的质量可能分别是地球的8倍和20倍。」
透过这个与Kepler-47相关的研究可得知的现象是,像这样一个典型的多行星在共面轨道上的行星架构,即便是在环绕双星的条件下也可形成。来自哈佛史密松天文物理中心的Joshua Carter表示,我们可从发现中得知,环双星多行星系统的行星,除了「有两颗太阳」以外,可以说是和太阳系的行星一样。
代表克卜勒计划的科学团队于2012年国际天文学联合会上,发表此项研究成果的圣地牙哥州立大学天文学教授William Welsh说,「这次,最令人兴奋的收获是探索到环双星系统里仍有适居的可能。Kepler-47c这颗行星上,本身大概不太可能会蕴藏生命,但如果有好几个较大的月亮环绕它的话,那样的外星世界,可就会非常有趣了。」(文/中研院天文网)