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終於發現比水星還小的系外行星!

(Kepler-37系外行星家族與其他太陽系行星的大小比較。圖出處:NASA)

文 / WhyJ

天文學界搜尋系外行星的競賽在一般人的眼中看起來可能很有趣:找到越小的系外行星,代表你或你的研究團隊越厲害!筆者推測,Kepler-37b這顆NASA在今年二月宣布發現的比水星還小的系外行星,應該可以讓他們炫耀好一陣子吧。

從第一顆系外行星被發現以來,至今雖然未滿20個年頭,但在這短短的時間內,進展可謂一日千里。從剛開始只能探測比木星還要大好幾倍的氣體巨星,逐漸地增加探測下限,世界各國的研究者都在絞盡腦汁思考如何能探測更小的行星,尤其是像太陽系內類地行星的這種大小,更是天文學家亟欲搜尋的熱門焦點。

近幾年來,觀測技術與儀器的進步終於讓我們以大海撈針的搜索方式找到了跟地球大小差不多尺寸的系外行星,例如NASA在2009年發射的克卜勒太空望遠鏡,就是專門用來執行搜索系外行星的任務。而它也不負眾望,到目前為止竟然已經發現了2740顆可能的系外行星!其中有些甚至是同一顆恆星具有許多衛星,儼然已經是「另一個太陽系」。

這次的主角Kepler-37,也是克卜勒太空望遠鏡所調查的一顆恆星。今年二月Barclay等人新出爐的研究指出,在Kepler-37的光度隨時間變化的曲線中,存在著因為行星運行至恆星前面,而造成恆星的光度短暫下降,並週期性重複的現象。這種方法稱為「凌日法」,是目前探測與地球大小相當的系外行星的少數辦法之一。由於行星越小,凌日時能夠遮掩恆星的部分越少,觀察到的光度下降量就越低,因此越難偵測。但如果反過來思考,只要知道恆星的光度下降量,就可以回推系外行星的精確大小。經過計算後,Kepler-37有三個行星,分別為Kepler-37b, -37c與-37d,而他們的相對大小如圖所示。

發現了嗎? Kepler-37b比水星還要小,跟月球的尺寸相當。這發現可謂意義重大:如果有個一模一樣的「太陽系」在遙遠的深空彼端,科學家終於有能力把裡面的成員一一揪出來了! 雖然對外星生命的狂熱者來說,因質量太小而不太可能有大氣或海洋存在的Kepler-37b可能是個令人失望的行星,但Barclay等人的論文中倒是有句宣示意味濃厚的結語:「以後這種大小的行星一定會越找越多!」,看來系外行星探索的任務,還真是令人期待。

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同時滿足冒險的血液與科學研究的熱情,這就是地球科學與太空探索的魅力所在。期待在世界的某個角落中碰到你,那怕是層巒疊嶂的山稜上、波光瀲灩的水岸旁。那時,我將與你分享從沙丘中看見的歷史,與從冰川發掘的寶藏。夜晚,我們將遙望皎潔的明月,甚至更遠的木星與冰衛星,甚至更遠更遠──某顆系外行星上的生命,或許正拿望遠鏡看著我們討論人類最終的歸宿。