史匹哲太空望遠鏡發現可能比地球小的系外行星

2012/07/26 |

太空天文

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美國中佛羅里達大學（University of Central Florida）Kevin Stevenson等人透過史匹哲太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）的觀測資料，偵測到一顆體積可能僅約地球2/3大的系外行星（exoplanet）。這顆系外行星候選者編號為UCF-1.01，距離地球約33光年，若經證實確實為系外行星，那麼這將是比地球小的系外行星中最接近太陽系的。

系外行星指的是太陽系以外、環繞其他恆星公轉的行星。迄今已知的系外行星中，僅有少數小於地球。史匹哲太空望遠鏡透過凌日法（transit）研究過數個已知的系外行星，不過UCF-1.01卻是這架太空望遠鏡首度自行發現的系外行星；這項發現讓史匹哲太空望遠鏡的觀測角色更近一層，未來將可協助發現可能適合居住的地球級行星。

UCF-1.01的發現其實在是個意外。Stevenson等人原本利用史匹哲太空望遠鏡正在研究海王星級的系外行星GJ 436b，這顆已知的系外行星環繞GJ 436這顆紅矮星公轉。從史匹哲觀測資料，Stevenson等人注意到這顆恆星在紅外波段的星光略微下降，但這個星光亮度下降的現象並非是GJ 436b造成的。他們重新檢視之前的GJ 436觀測資料，發現這種亮度些微下降的現象是週期性的，顯示GJ 436應該擁有GJ 436b以外的另一顆行星。

這項利用凌日法尋找系外行星的技術，用得最徹底的就是克卜勒太空望遠鏡（Kepler space telescop）。凌日法的優勢就是可在系外行星行經恆星前方、造成星光亮度下降的過程與時間點來估算這顆系外行星的大小和與母星的距離等基本特性。在UCF-1.01案例中，它的大小直徑約8,400公里，相當於地球直徑（約12800公里）的三分之二；UCF-1.01公轉軌道離GJ 436很近，大約僅有地月距離的7倍（地球到月球平均距離約為384400公里），繞GJ 436公轉一周僅需1.4地球日，這麼靠近母恆星的後果，使得UCF-1.01的表面溫度接近攝氏600度。

如果這個被幾乎烤焦的系外行星曾經一度擁有大氣層，也早就被蒸發殆盡了。所以，這顆系外行星現在的模樣，應該類似水星，是個佈滿坑洞、早已沒了地質活動的死寂星球。甚至，如此高溫烤灼之下，這顆行星的表面已經呈現融化狀態，換言之，整個行星表面覆滿了熾熱的岩漿。

除了UCF-1.01之外，Stevenson等人還懷疑GJ 436可能有第三顆行星，UCF-1.02；這些科學家估計GJ 436這兩顆新發現的系外行星，質量僅約地球的三分之一而已。史匹哲可能已經各自觀測到這兩顆系外行星好幾次，但是即使最靈敏的儀器都還是無法測量它們的精確質量。要證實它們確實為系外行星，確認質量這點很重要，如果沒有確認它們的質量，則僅能稱為「系外行星候選者」。

克卜勒太空望遠鏡已經發現約1,800顆恆星確定有或可能有行星系統，不過僅確定其中3顆系外行星比地球小，而在這3顆中則僅有一顆比UCF-1.01和UCF-1.02小，相當於火星大小（直徑約為地球的57%）。因此，史匹哲的這項發現，顯示史匹哲用以發現火星大小的系外行星不是問題。雖然史匹哲已在太空中工作9年之久，卻仍能開發新而重要的研究領域，相當難得。

資料來源：Spitzer Finds Possible Exoplanet Smaller Than Earth[2012.07.18]

轉載自台北天文館之網路天文館網站