天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)超級(jí)地球?yàn)槭最w新類型系外行星（圖）
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- 時(shí)間:2010-2-11 9:44:01 來(lái)源:新浪環(huán)球地理
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“超級(jí)地球”或是新行星類型與木衛(wèi)一更相像(圖片提供:NASA/JPL)
環(huán)球地理訊 據(jù)美國(guó)國(guó)家地理網(wǎng)站報(bào)道，天文學(xué)家在2009年發(fā)現(xiàn)了一顆表面遍布火山的巖質(zhì)系外行星，并將其命名為“CoRoT-7b”。天文學(xué)家認(rèn)為CoRoT-7b是迄今太陽(yáng)系外最像地球的行星。然而，最新一項(xiàng)研究表明，地球可能并不是CoRoT-7b的最佳參照物。研究人員認(rèn)為，CoRoT-7b其實(shí)是第一顆新類型的系外行星：超級(jí)木衛(wèi)一(super-Io)。
潮汐非唯一熱源
據(jù)領(lǐng)導(dǎo)實(shí)施這項(xiàng)研究的美國(guó)華盛頓大學(xué)天文學(xué)家洛里-巴恩斯(Rory Barnes)介紹，與木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一一樣，CoRoT-7b很容易處于適當(dāng)?shù)能壍溃w驗(yàn)所謂的潮汐加熱現(xiàn)象。在木衛(wèi)一上，潮汐加熱現(xiàn)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(dòng)產(chǎn)生了足夠的熱量，為數(shù)百座活火山提供了能量，CoRoT-7b同樣存在這種情況。
與木衛(wèi)一不同的是，CoRoT-7b緊靠一顆恒星而非行星軌道運(yùn)行，所以，潮汐并不是這顆系外行星的唯一熱源。基于以前的大量觀測(cè)，天文學(xué)家認(rèn)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(shuō)，表面溫度如此之高，CoRoT-7b一定會(huì)有“熔巖池塘甚至是熔巖海洋”。
科學(xué)家還了解到，CoRoT-7b有潮汐鎖定現(xiàn)象，所以，有一面總是面向恒星。所謂潮汐鎖定，是指一個(gè)天體繞另一個(gè)天體公轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生潮汐摩擦，讓自轉(zhuǎn)減慢，到了最后會(huì)以同一面持續(xù)面對(duì)另一天體的狀態(tài)。巴恩斯說(shuō)：“這顆行星的背面可能存在火山活動(dòng)。根據(jù)我們的猜測(cè)，CoRoT-7b的一面表面已經(jīng)熔化，另一面則是劇烈的火山活動(dòng)。”
相當(dāng)于兩個(gè)地球大小
CoRoT-7b是天文學(xué)家利用以法國(guó)為首的行星尋找任務(wù)CoRoT發(fā)現(xiàn)的。CoRoT任務(wù)旨在探尋天體從恒星前面經(jīng)過(guò)(即穿越)時(shí)引起的星光周期性微降現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)現(xiàn)CoRoT-7b的消息在2009年2月宣布時(shí)，天文學(xué)家將其稱為是迄今發(fā)現(xiàn)的繞類日恒星運(yùn)行的最小系外行星。
根據(jù)CoRoT-7b的穿越，天文學(xué)家可以知道，這顆行星大概相當(dāng)于兩個(gè)地球大小。地球的直徑約為7920英里(12760公里)。木衛(wèi)一的直徑約為2260英里(3630公里)。后續(xù)研究測(cè)量了CoRoT-7b的質(zhì)量和密度，證實(shí)它是一顆巖質(zhì)行星。基于這些特征，CoRoT-7b被稱為“超級(jí)地球”。
這一術(shù)語(yǔ)被用來(lái)依據(jù)系外行星與太陽(yáng)系內(nèi)天體的相似程度，對(duì)它們進(jìn)行非正式分類，比如“熾熱木星”、“超級(jí)海王星”等。在最新研究中，巴恩斯和同事根據(jù)CoRoT-7b的大小、質(zhì)量、與恒星的遠(yuǎn)近程度及其同附近“姐妹行星”CoRoT-7c的相互作用，對(duì)這顆系外行星的可能軌道做出估計(jì)。他們?cè)诮衲?月召開(kāi)的美國(guó)天文學(xué)會(huì)大會(huì)上公布了這一研究結(jié)果。
與木衛(wèi)一更相像
研究人員發(fā)現(xiàn)，即便CoRoT-7b軌道的運(yùn)行稍顯異常，也能產(chǎn)生足夠的潮汐熱量，為大量火山活動(dòng)提供能量，使得它更像木衛(wèi)一而非地球。據(jù)巴恩斯介紹，首先，就像木衛(wèi)一的運(yùn)行軌道非常接近木星一樣，CoRoT-7b也近距離繞其主恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，引力的影響尤其強(qiáng)烈。
其次，木衛(wèi)一和CoRoT-7b都存在潮汐鎖定現(xiàn)象。以木衛(wèi)一為例，這意味著這顆衛(wèi)星的一面始終面朝木星。這一側(cè)受木星引力的推拉作用更為明顯，以致這個(gè)原本圓球狀的天體稍顯橢圓形，中心位置鼓起。巴恩斯說(shuō)：“地球也存在這種現(xiàn)象，由于同太陽(yáng)和月球的相互作用，地球中間也鼓了起來(lái)。海洋潮汐式緣于引力潮，而巖石也因潮汐作用而變形。”
此外，由于同木星附近衛(wèi)星的相互作用，木衛(wèi)一的運(yùn)行軌道呈不規(guī)則的橢圓形，所以，它與木星的距離會(huì)隨時(shí)間變化。在距離木星更近時(shí)，木衛(wèi)一會(huì)被更多地拉長(zhǎng)，而遠(yuǎn)離木星時(shí)，它則會(huì)變得更圓。巴恩斯說(shuō)：“我們以網(wǎng)球?yàn)槔绻悴粩鄶D壓，它會(huì)因摩擦而產(chǎn)生熱量。木衛(wèi)一就存在這種情況，只不過(guò)它是同一顆行星產(chǎn)生了這種作用。”
眼下，CoRoT-7b距離我們過(guò)于遙遠(yuǎn)，當(dāng)前技術(shù)和望遠(yuǎn)鏡無(wú)法對(duì)其軌道做出精確估計(jì)，所以，這顆行星是否真像木衛(wèi)一還是一個(gè)謎。美宇航局下屬噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)家羅薩莉-洛佩斯(Rosaly Lopes)說(shuō)：“我認(rèn)為他們的研究結(jié)果很可靠。”她認(rèn)為，1979年，在“旅行者”號(hào)飛船發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一火山噴發(fā)的羽狀塵埃物質(zhì)之前，科學(xué)家就已成功預(yù)測(cè)了木衛(wèi)一表面的火山活動(dòng)。
火山活動(dòng)難以證明
洛佩斯說(shuō)：“斯坦-皮爾(Stan Peale)和同事分析了木衛(wèi)一的軌道，認(rèn)為它可能存在潮汐加熱現(xiàn)象。”緊接著，“旅行者”號(hào)飛船發(fā)回的照片顯示了大量羽狀塵埃，后來(lái)，“伽利略”號(hào)飛船拍到的照片又發(fā)現(xiàn)了170多座活火山。皮爾現(xiàn)為美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校名譽(yù)教授，他也認(rèn)為“最新研究的結(jié)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(nèi)部加熱至超級(jí)木衛(wèi)一的狀態(tài)，最終像木衛(wèi)一一樣表面具有火山活動(dòng)。”洛佩斯則表示，“最新研究令人感興趣的是，像木衛(wèi)一這樣的天體可能存在于其他太陽(yáng)系中。不過(guò)，在目前條件下，CoRoT-7b是否存在活躍的火山活動(dòng)非常難以證明。
巴恩斯稱，像“斯皮策”太空望遠(yuǎn)鏡這樣的先進(jìn)觀測(cè)手段或許能看到CoRoT-7b火山噴發(fā)釋放的氣體。他說(shuō)：“CoRoT-7b行星軌道周圍或許遍布火山噴發(fā)形成的氣云。我們利用‘斯皮策’望遠(yuǎn)鏡可能會(huì)根據(jù)光的信號(hào)觀測(cè)到，但這非常困難，因?yàn)镃oRoT-7b行星距離我們過(guò)于遙遠(yuǎn)，且光線微弱。”
不過(guò)，巴恩斯認(rèn)為，隨著CoRoT這樣的行星尋找任務(wù)以及最新發(fā)射的“開(kāi)普勒”望遠(yuǎn)鏡不斷深入太空，人類將會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)千個(gè)與CoRoT-7b相似的表面熾熱的巖質(zhì)天體。巴恩斯說(shuō)：“我將‘開(kāi)普勒’望遠(yuǎn)鏡看作是尋找超級(jí)木衛(wèi)一的理想探測(cè)器。”每發(fā)現(xiàn)一個(gè)“超級(jí)木衛(wèi)一”，都“距離發(fā)現(xiàn)真正的‘超級(jí)地球’更近了一步。”
