成批发现的行星

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-05-28 09:16:31 | 作者: | 来源: | 浏览:2061次 ]

原文标题: Planets by the Dozen

作者:Dr. Tony Phillips   原文来自:http://science.nasa.gov/    Posted: 2008. 5. 8

编译:Melipal    审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

2008年5月8日:我们的 太阳系 里,每颗行星 都是独特的 世界,都有着与众不同的 外观、尺度和化学组成。火星 有着寒冷的 红锈色沙子,金星 是被厚厚的 硫酸云包裹的 炽热世界,横向自转的 天王星 则拥有古怪的 垂直环系 。太阳系 天体的 多样性令人兴奋。

现在考虑一下在数以百计的 日外行星 系 统中也必然存在的 多样性。那里的 世界可能会让金星 看起来更适宜居住,或是让天王星 看起来合乎正道的 。仅仅20年前,天文学家还不清楚在太阳系 之外是否会有这样的 世界存在。现在,他们已经现了其中的 280多个,每个都有自己的 行星 “个性”,对于世界的 可能模样来说,每一个也都是迷人的 样本。

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艺术家T. Riecken笔下环绕遥远的 类太阳恒星 运行的 行星 系 统概念图。(图片提供:NASA)

 

然而发现日外行星 的 全盛期才只是刚刚开始。今年秋天,天文学家将开展对新行星 的 大规模搜索,在超过6年的 时间里将观测大约11000个邻近的 恒星 。迄今天文学家为发现这些行星 已经搜寻了大约3000颗恒星 ,这一数字与前者相比相形见绌。科学家估计,这项由NASA赞助的 MARVELS计划(多目标阿帕奇角天文台视向速度系 外行星 大天区巡天)将至少发现150颗新的 行星 ,或者还能发现更多。

葛健是MARVELS的 首席研究员,也是盖恩斯维尔佛罗里达大学的 天文学教授。葛健将大型行星 比作“灯塔之光”,它们为整个行星 系 统的 存在发出信号。“一旦我们在恒星 周围发现了行星 ,我们知道,那里一定也会存在着较小的 行星 。”

MARVELS所要做的 事情不仅仅是为几百颗新的 行星 编目。通过在大量恒星 周围搜索类木行星 ,MARVELS希望能为天文学家提供所需的 数据,来检验他们关于行星 系 统形成与演化的 几种相互竞争的 理论。

为观测如此多的 恒星 ,MARVELS将使用可以同时为60颗恒星 成象的 望远镜,而这一数目最终将增加到120颗。这架望远镜委员新墨西哥州萨克拉门托山的 阿帕奇角天文台,主镜口径为2.5米,有着覆盖7平方度的 宽视场——这样的 天区是月亮的 35倍。

由60根光学纤维组成的 阵列可以将光线从望远镜的 焦平面导向到高灵敏度的 干涉仪上。仪器能够探测到星 光频率中的 微笑变化。这又如何协助人们寻找行星 呢?葛健解释道,当恒星 被在轨行星 的 引力反复拖拉时,星 光的 频率也会往复变化,这叫做多普勒效应。木星 尺度的 行星 有着强大的 引力,会对主星 施加较大的 拉力,这让它们易于通过多普勒频移方法探测到。

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MARVELS仪器上,每根红色的 光纤都可以监测各自的 恒星 ,这让天文学家可以一次性观测许多星 体。更多请点击(图片提供:NASA)

如果葛健及其同事观测到了一颗恒星 的 频率在几天、几周或几个月的 周期内重复缓慢地增减,很可能是因为那里存在着行星 。

科学家亟待了解拥有气体巨行星 的 恒星 种类。一种关于此类行星 形成的 理论预计,富含如硅、氧、镍等重元素的 行星 更容易形成类木行星 。设想此类恒星 周围的 产行星 盘,盘与恒星 本身类似,将同样富含重元素。较重的 元素会在盘中形成石质的 团块,致密团块的 碰撞并合将造就“行星 星 子”,它们的 引力足以让气体在周围积聚,并生成庞然大物。

因此,如果MARVELS在含有重元素的 行星 周围找到了更多的 巨型气体行星 ,巡天将支持这一理论。但某些巨型气体行星 的 产生并不需要重元素。另一种理论认为,产行星 盘受扰动而在某区域发生气体与尘埃的 引力坍缩也会让类木行星 直接形成——并不需要星 子的 参与。

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新墨西哥州的 阿帕奇角天文台,MARVELS巡天将在这里进行。更多请点击(图片提供:NASA)

通过详查大量重元素丰度不同的 恒星 ,MARVELS可能可以较好地辨识这两种观点。

来自MARVELS的 数据还会给行星 形成相关的 其他问题带来曙光,如巨型气体行星 向恒星 迁移的 频率,还有某些时候行星 为什么会最终处于高度偏心的 轨道而非理论预言的 近圆轨道。通过巡视数目空前的 恒星 ,MARVELS将为科学家提供寻找最有利于行星 形成的 条件所需要的 数据,以及可以指导未来对单星 详细观测所要了解的 知识。

后续观测可能最终要使用足够强大的 太空望远镜,以了解这许多世界的 大致外观。我们已知的 行星 可能只是暗示了在……那里等待的 奇迹。

(全文完)

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责任编辑:zhoumeichun

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