一颗质量跟地球差不多的系外行星,究竟可以在距离母恒星多近的地方生存呢?天文学家最近有了突破性发现,利用新方法找到附近几个疯狂行星系统,这些行星质量与地球相当,但绕行母恒星的距离却比水星到太阳的距离还要近,这将帮助我们更理解太阳系外岩石行星的性质。
太阳系之外,天文学家热中寻找其他恒星与行星,但比起能自体发光的恒星,微小又不发光的系外行星相对难寻,那些致力于搜索系外行星的望远镜如:开普勒太空望远镜(已退役)、凌日系外行星巡天卫星(TESS)、对流旋转和行星横越任务等,发现的系外行星都位于银河系内。
而当中最容易被发现的行星是一种气态巨行星,称为热木星(Hot Jupiters),它们的质量接近或超过木星,但轨道极度靠近母星。过去,天文学家一直有个疑惑:热木星能极度靠近母恒星,那么像地球一样的岩石行星可以离恒星多近呢?
英国开放大学天文学家 Carole Haswell 领导的团队近日宣布了突破性发现。10 年前,Carole Haswell 首先发现系外行星 Wasp-12b 的母恒星有些异样:恒星大气层中的色球层似乎“消失”了,当时她认为,近距离绕行恒星的行星可能是罪魁祸首,就像烤棉花糖时离火源太近,这颗行星的外层大气被蒸发,并且吸收了色球层所发出的相同波长光,导致科学家看不到恒星色球层(或者说很暗)。
而借此来搜寻那些离恒星超近的系外行星想法很吸引人。自那之后,Carole Haswell 开始收集附近 2,700 颗恒星的数据,发现其中 39 颗恒星也缺少色球层;接着团队透过 DMPP(Dispersed Matter Planet Project)计划,利用安装在 ESO 3.6 米望远镜上的高精度径向速度行星搜索器(HARPS)更仔细观察,进一步发现 3 个疯狂的恒星系统 DMPP-1、DMPP-2、DMPP-3,当中有 6 颗岩石行星都极靠近母星公转。
▲ DMPP-1 系统想像图。
DMPP-1 恒星属于多行星系统,较靠近内侧的 DMPP-1b、DMPP-1c、DMPP-1d 行星质量为地球 3.5~10 倍,另一颗较远的 DMPP-1e 质量则比海王星还大,公转周期 20 天;DMPP-2 恒星拥有一颗质量约木星一半的行星 DMPP-2b,公转周期约 5 天;DMPP-3 则是联星系统,带有一颗质量约地球 2 倍的行星。
以上 6 颗系外行星与母恒星的距离,都比水星到太阳的距离还要近,表面温度加热达 1,100~1,800℃,如此高温导致它们的大气层、甚至连岩石表面都可能蒸发;并整体大小更只与地球相当,研究共同作者、英国开放大学天文学家 John Barnes 认为,也许他们找到一种隐藏的行星族群。
研究人员表示,透过测量蒸发的气体化学成分,将揭开这些行星表面的岩石类型。不过在团队进行更多后续研究之前,将先继续研究另外 36 个同样没有色球层的恒星,确认它们是否也带有超近距离的类地岩石行星。团队在《自然天文学》(Nature)期刊一次发表了 3 篇新论文。
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(首图为 DMPP-2 系统想像图,图片来源:开放大学)
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