天文學家發現超級地球為首顆新類型系外行星

發表：2010-02-10 15:54

據美國國家地理網站報導，天文學家在2009年發現了一顆表面遍佈火山的岩質系外行星，並將其命名為「CoRoT-7b」。天文學家認為CoRoT -7b是迄今太陽系外最像地球的行星。然而，最新一項研究表明，地球可能並不是CoRoT-7b的最佳參照物。研究人員認為，CoRoT-7b其實是第一顆新類型的系外行星：超級木衛一(super-Io)。

潮汐非唯一熱源

據領導實施這項研究的美國華盛頓大學天文學家洛裡-巴恩斯(Rory Barnes)介紹，與木星的衛星木衛一一樣，CoRoT-7b很容易處於適當的軌道，體驗所謂的潮汐加熱現象。在木衛一上，潮汐加熱現象是因木星引力的推拉作用令其地殼不斷變形所致。巴恩斯表示，這種活動產生了足夠的熱量，為數百座活火山提供了能量，CoRoT-7b同樣存在這種情況。

與木衛一不同的是，CoRoT-7b緊靠一顆恆星而非行星軌道運行，所以，潮汐並不是這顆系外行星的唯一熱源。基於以前的大量觀測，天文學家認為CoRoT-7b表面溫度在1832至2732華氏度(1000至1500攝氏度)之間。巴恩斯說，表面溫度如此之高，CoRoT-7b一定會有「熔岩池塘甚至是熔岩海洋」。

科學家還瞭解到，CoRoT-7b有潮汐鎖定現象，所以，有一面總是面向恆星。所謂潮汐鎖定，是指一個天體繞另一個天體公轉時，會產生潮汐摩擦，讓自轉減慢，到了最後會以同一面持續面對另一天體的狀態。巴恩斯說：「這顆行星的背面可能存在火山活動。根據我們的猜測，CoRoT-7b的一面表面已經熔化，另一面則是劇烈的火山活動。」

相當於兩個地球大小

CoRoT-7b是天文學家利用以法國為首的行星尋找任務CoRoT發現的。CoRoT任務旨在探尋天體從恆星前面經過(即穿越)時引起的星光週期性微降現象。當發現CoRoT-7b的消息在2009年2月宣布時，天文學家將其稱為是迄今發現的繞類日恆星運行的最小系外行星。

根據CoRoT-7b的穿越，天文學家可以知道，這顆行星大概相當於兩個地球大小。地球的直徑約為7920英里(12760公里)。木衛一的直徑約為2260英里(3630公里)。後續研究測量了CoRoT-7b的質量和密度，證實它是一顆岩質行星。基於這些特徵，CoRoT-7b被稱為「超級地球」。

這一術語被用來依據系外行星與太陽系內天體的相似程度，對它們進行非正式分類，比如「熾熱木星」、「超級海王星」等。在最新研究中，巴恩斯和同事根據CoRoT-7b的大小、質量、與恆星的遠近程度及其同附近「姐妹行星」CoRoT-7c的相互作用，對這顆系外行星的可能軌道做出估計。他們在今年1月召開的美國天文學會大會上公布了這一研究結果。

與木衛一更相像

研究人員發現，即便CoRoT-7b軌道的運行稍顯異常，也能產生足夠的潮汐熱量，為大量火山活動提供能量，使得它更像木衛一而非地球。據巴恩斯介紹，首先，就像木衛一的運行軌道非常接近木星一樣，CoRoT-7b也近距離繞其主恆星運轉，所以，引力的影響尤其強烈。

其次，木衛一和CoRoT-7b都存在潮汐鎖定現象。以木衛一為例，這意味著這顆衛星的一面始終面朝木星。這一側受木星引力的推拉作用更為明顯，以致這個原本圓球狀的天體稍顯橢圓形，中心位置鼓起。巴恩斯說：「地球也存在這種現象，由於同太陽和月球的相互作用，地球中間也鼓了起來。海洋潮汐式緣於引力潮，而岩石也因潮汐作用而變形。」

此外，由於同木星附近衛星的相互作用，木衛一的運行軌道呈不規則的橢圓形，所以，它與木星的距離會隨時間變化。在距離木星更近時，木衛一會被更多地拉長，而遠離木星時，它則會變得更圓。巴恩斯說：「我們以網球為例，如果你不斷擠壓，它會因摩擦而產生熱量。木衛一就存在這種情況，只不過它是同一顆行星產生了這種作用。」

眼下，CoRoT-7b距離我們過於遙遠，當前技術和望遠鏡無法對其軌道做出精確估計，所以，這顆行星是否真像木衛一還是一個謎。美宇航局下屬噴氣推進實驗室行星科學家羅薩莉-洛佩斯(Rosaly Lopes)說：「我認為他們的研究結果很可靠。」她認為，1979年，在「旅行者」號飛船發現木衛一火山噴發的羽狀塵埃物質之前，科學家就已成功預測了木衛一表面的火山活動。

火山活動難以證明

洛佩斯說：「斯坦-皮爾(Stan Peale)和同事分析了木衛一的軌道，認為它可能存在潮汐加熱現象。」緊接著，「旅行者」號飛船發回的照片顯示了大量羽狀塵埃，後來，「伽利略」號飛船拍到的照片又發現了170多座活火山。皮爾現為美國加州大學聖巴巴拉分校名譽教授，他也認為「最新研究的結論可行的」。

皮爾指出，CoRoT-7b附近第二顆行星的存在意味著，這顆行星的軌道可能不斷變化，「足以將內部加熱至超級木衛一的狀態，最終像木衛一一樣表面具有火山活動。」洛佩斯則表示，「最新研究令人感興趣的是，像木衛一這樣的天體可能存在於其他太陽系中。不過，在目前條件下，CoRoT-7b是否存在活躍的火山活動非常難以證明。

巴恩斯稱，像「斯皮策」太空望遠鏡這樣的先進觀測手段或許能看到CoRoT-7b火山噴發釋放的氣體。他說：「CoRoT-7b行星軌道周圍或許遍佈火山噴發形成的氣雲。我們利用‘斯皮策’望遠鏡可能會根據光的信號觀測到，但這非常困難，因為CoRoT-7b行星距離我們過於遙遠，且光線微弱。」
　　
不過，巴恩斯認為，隨著CoRoT這樣的行星尋找任務以及最新發射的「開普勒」望遠鏡不斷深入太空，人類將會發現數千個與CoRoT-7b相似的表面熾熱的岩質天體。巴恩斯說：「我將‘開普勒’望遠鏡看作是尋找超級木衛一的理想探測器。」每發現一個「超級木衛一」，都「距離發現真正的‘超級地球 ’更近了一步。」

来源:環球地理

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