天文學家首次探測到超級地球紅外輻射信號

天文學家首次探測到一顆“超級地球”發出的紅外輻射信號，這顆系外行星位于40光年之外

通過數據，科學家們計算出這顆系外行星，即巨蟹座55e的半徑相當于地球半徑的兩倍，而其公轉軌道周期為18小時

就像電影《阿凡達》中，當潘多拉星球圍繞氣態巨行星‘波呂斐摩斯’（Polyphemus）運行，當你從潘多拉星球上看波呂斐摩斯星球，你就能體會從行星巨蟹座55e上看它圍繞運行的恒星究竟會感覺它多么巨大

　　北京時間5月11日消息，據國外媒體報道，要想從恒星的炙熱覆蓋中找出其近旁行星發出的熱輻射信號簡直就無異于要從10000根蠟燭中找出其中的一根來，但是科學家們現在就真的做到了這樣的事：他們識別出一顆位于40光年之外的恒星近旁的一顆系外行星發射出的紅外波段輻射信號。但是這顆行星的環境非常惡劣，人類是不會想要到這里生活的——這顆行星名為巨蟹座55e，其表面溫度超過2000攝氏度，這一溫度足以熔化鋼鐵。

　　來自美國麻省理工和其它科研機構的研究人員們表示這一行星可能缺乏高反射率的表面，如冰蓋等等。與之相反，它會吸收大部分照射到其地表的陽光，這就有點像是地球上暗黑的深海會吸收大部分陽光一樣。

　　借助運行于地面和空間的望遠鏡設備，天文學家們對一顆恒星的光譜進行分析，試圖從中識別任何可能暗示其周圍存在行星的線索。周期性的光變顯示這顆恒星的周圍存在行星運行，正是它周期性的遮蔽造成了恒星亮度的規律性變化。通過這些數據，科學家們現在已經估算除了這顆系外行星，即巨蟹座55e的半徑（相當于地球半徑的兩倍），以及它的公轉軌道周期（18小時）。

　　盡管恒星的強烈光芒確實讓天文學家們方便探測并分析其光譜特征，但是同樣的原因，讓天文學家們試圖捕捉其近旁暗弱的行星的輻射特征變得困難重重。此項研究合著者，MIT地球，大氣及行星科學系博士后研究員布魯斯·奧利佛·得莫利（Brice·Olivier Demory）說：“這顆行星距離恒星的距離太近了，因此它被照得很亮。”他說：“這就像電影《阿凡達》中，當潘多拉星球圍繞氣態巨行星‘波呂斐摩斯’（Polyphemus）運行，當你從潘多拉星球上看波呂斐摩斯星球，你就能體會從行星巨蟹座55e上看它圍繞運行的恒星究竟會感覺它多么巨大。”

　　研究小組借助美國宇航局斯皮策空間望遠鏡的數據，這臺設備可以檢測太陽系內外天體在紅外波段發出的輻射。得莫利和他的同事們將望遠鏡對準巨蟹座55星，對它的行星通過其正后方導致的持續長達6小時的“掩星”現象進行觀測。

　　得莫利小組測量了掩星現象發生前后星光的變化，結果發現當恒星完全遮蔽行星時，恒星體系的亮度出現了輕微的下降。為了確認這一下降并非誤差導致，研究小組額外進行了3輪重復觀測，并對獲取的全部4組數據進行對比分析。

　　論文合著者，斯皮策望遠鏡項目首席科學家麥克·吉龍（Michael Gillon）說：“當你將所有數據疊加在一起，你就會看到一個完美的光變曲線，它清楚地顯示了由于行星被徹底遮蔽而導致的恒星系統整體亮度下降。這是我們首次目睹來自一顆行星的微小光芒。”

　　從這顆行星發出的紅外輻射分析，研究人員們精確地計算出了這顆天體的溫度——2360開爾文，約合2038攝氏度。在如此高溫下，得莫利指出這顆行星應當看上去相當黑暗，不存在類似冰蓋這樣的高反射率表面，并且會吸收大部分來自恒星的熱輻射。

　　這顆行星的溫度數據或許還會對研究人員們了解其大氣層特征提供些許幫助。巨蟹座55e圍繞其母恒星的運行方式非常類似于月球圍繞地球運行的方式——即兩者已經處于潮汐鎖定狀態，永遠以一面面朝恒星。得莫利認為這顆行星的高溫絕大部分應當是集中在其向陽面，并且這些熱量將很難被順利傳導至其背陰面。這也就是說，這顆行星上不太可能存在強勁的狂風。

　　菲爾·阿米塔格（Phil Armitage）是科羅拉多大學天體物理學教授，他說對于任何儀器來說，包括斯皮策空間紅外望遠鏡，要想對系外行星進行直接觀測都非常困難。他將此次麻省理工小組的觀測成果稱作“真正將一臺設備的觀測能力推向極限的偉大案例。”他指出，對這顆行星的紅外輻射觀測將幫助我們確認這顆“超級地球”的更多特性。

　　他說：“‘超級地球’的概念非常有趣，因為它們在太陽系中完全找不到相類似的對應天體。對于它們究竟是如何形成的，甚至它們是由什么形成的，我們都知之甚少。這是一個謎團，它需要除了這顆行星的半徑和質量以外的其它參數來幫助我們才能解開。”