分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

天文學家在十幾年的陳年哈柏資料中發現隱匿的系外行星

2011/10/10 | | 標籤:

天文學家不辭辛勞地重新分析哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)於1998年觀測的舊資料,結果在其中發現2顆當時還沒發現的系外行星。在這些陳年資料中發現隱匿的瑰寶,讓這些天文學家得以將系外行星的軌道資料前推,能計算出更精確的行星軌道,同時顯示哈柏資料庫中的舊影像資料仍是無價之寶,必定還有許多新發現等待其中。相關論文發表在天文物理期刊(Astrophysical Journal)中。

距離約130光年遠的大質量恆星HR 8799旁,已知有4顆像木星一樣的氣體巨行星(gas-giant planet)環繞。前3顆行星是加拿大國家研究委員會(National Research Council)Christian Marois等人在2007年和2008年,經由凱克天文台(W.M. Keck Observatory)和雙子北天文台(Gemini North),在近紅外波段發現的。Marois等人後來又於2010年發現第4顆、且位在最內側的行星。這是到目前為止,

加拿大蒙特婁大學(University of Montreal)David Lafreniere於2009年時,在哈柏1998年利用近紅外相機和多天體光譜儀(Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer,NICMOS)觀測HR 8799的舊資料中,發現原本沒看到的系外行星,確認了4顆中最外側行星的位置。這項發現,證明利用新的資料處理技術,能發現幾乎被母恆星明亮光輝掩蓋的昏暗行星。天文學家唯一能直接拍到系外行星身影的多重行星系統(multiple-exoplanet system)。

美國太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute,STScI)Remi Soummer分析了同一批NICMOS資料,結果是最外側3顆系外行星被通通找出來了。第4顆最內側行星距離它的母星只有24億公里,剛好在NICMOS日冕遮罩的邊緣而被母星光輝遮蔽,無法顯現出來。

在相隔數年的好幾幅影像中找到系外行星,就可以追蹤這些行星的軌道。由於大質量行星會擾動每顆行星的軌道,所以若能深入瞭解這些行星的軌道形狀後,便可瞭解多重行星系統的行為模式,或更進一步地瞭解行星系統的穩定度、行星質量和離心率、以及行星系統的傾角等。

目前最外側3顆氣體巨行星的軌道週期分別約100多、200多和400多年。這意味著天文學家得等上很久,才能看到這些行星如何沿著軌道移動。所以,哈柏資料至少讓軌道資料增加10年,可是幫了大忙呢!沒有哈柏資料,天文學家得再等上10年才有類似的成果,那麼這10年間,對HR 8799系統的瞭解就等於一片空白了。其中,雖然10年對最外側的行星而言變動很少,但對第3遠的行星就可見到一點軌道變化,第2遠的變化更多。

之所以1998年觀測時沒在第一時間發現這些行星,是因為當時的分析技術仍不夠好,雖然將母星的光輝減去一些,但仍不夠暗到讓這些行星都能呈現出來。其中第2遠和第3遠的兩顆行星,近紅外亮度只有母星的1/100,000而已。Lafreniere發展了一套新的分析技術,利用一套更精確的參考星資料,能將中央母恆星的光輝移除得比較乾淨。Soummer團隊沿用Lafreniere的方法,並更深入的利用NICMOS 10幾年的466幅參考星影像資料庫來處理HR 8799影像,並增加對比以縮小殘餘的母星光輝影響力,如此一來,幾乎完全移除HR 8799母星的繞射條紋,所以才能獲得更好的結果。

Soummer下一步計畫利用相同方式來分析NICMOS資料庫中另外近400顆恆星,將最後的影像品質提升到目前的10倍左右。他現在已經從這些資料中列出一個行星候選者清單,未來將繼續利用地面望遠鏡進行確認。

哈柏發射升空至今已超過20年,累積的影像和光譜資料之龐大,若能善加處理,必定能呈現更多新發現與新成果。

資料來源:Astronomers Find Elusive Planets in Decade-Old Hubble Data

轉載自台北天文館之網路天文網網站

你的行動知識好友泛讀已全面上線

每天有成千上百則內容透過社群與通訊軟體朝你湧來,要從混雜著偽科學、假消息、純八卦的資訊中過濾出一瓢知識解渴,在這時代似乎變得越來越難?

為了滿足更多跟我們一樣熱愛知識與學習的夥伴,現在我們很害羞也很驕傲地宣布,手機閱讀平台——泛讀 PanRead iOS 版和「泛讀」Android 版都上架啦!使用後有任何心得或建議,都歡迎與我們分享喔

立即下載 優質知識不漏接

 

 

 

關於作者

臺北天文館

臺北市立天文科學教育館是國內最大的天文社教機構,我們以推廣天文教育為職志,做為天文知識和大眾間的橋梁,期盼和大家一起分享天文的樂趣!