中国科学家发现一颗巨大的“超级地球”Kepler-725c,距地球2472光年,其独特轨道使其仅在部分时间处于宜居带。这颗行星未被直接观测,却通过一种特殊技术“现形”,令人惊叹。
这颗系外行星的发现得益于凌日时间变化(TTV)技术。
想象一下:发现系外行星的常用方法是观察行星经过恒星时遮挡的光线。这种“凌日”现象会使恒星亮度略降,科学家据此推算行星大小。NASA的开普勒太空望远镜正是通过此法发现了3300多颗系外行星。然而,凌日法更易探测近距离、短周期的行星,且需行星轨道与地球视线精确对齐,稍有偏差便可能错过远轨道的行星。
TTV技术则弥补了这一短板。即使行星未被直接看到,其引力会干扰其他行星的凌日时间,造成提前或延迟。通过分析这些变化,科学家可推测隐藏行星的轨道和质量。Kepler-725b,一颗气态巨行星,便因TTV信号揭示了隐藏的Kepler-725c。
“通过分析Kepler-725b的TTV信号,我们成功推断出Kepler-725c的质量和轨道参数,”中国科学院云南天文台的孙雷雷博士表示。他是这项研究的领衔作者,研究成果已于6月3日发表在《自然天文学》上。
Kepler-725c质量约为地球的10倍,属于“超级地球”——一种可能为岩石构成的庞大行星,太阳系中并无类似案例。科学家仍在探索超级地球的特性:它们是否被厚重大气包裹?能否维持板块构造?高重力如何影响生命演化?这些问题尚待解答。
更引人注目的是,Kepler-725c的轨道偏心率高达0.44,呈高度椭圆形,远超地球近乎圆形的轨道(偏心率0.0167)。这导致它有时靠近恒星,有时远离,平均接收的热量是地球的1.4倍,但在轨道不同阶段差异显著。这颗行星仅在207.5天轨道的一部分时间内处于宜居带——即可能存在液态水的区域。若有大气,其气候可能因剧烈的热量变化而动荡。
这是否意味着 Kepler-725c仅在特定时段适合生命存活?当它离开宜居带时,潜在生命会如何应对?这些问题让科学家既兴奋又困惑。由于Kepler-725c未发生凌日,詹姆斯·韦伯太空望远镜无法通过光谱分析其大气成分,增加了研究的难度。
好消息是,未来将有更多机会。2026年,欧洲航天局的PLATO任务将发射,它将以更高灵敏度探测系外行星,尤其擅长通过TTV发现远轨道行星。
“Kepler-725c的发现展现了TTV技术在探测宜居带低质量行星的潜力,”孙雷雷表示。这不仅有助于寻找宇宙生命,还能提供宜居带行星的统计数据。
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