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通过倾听一颗类太阳恒星而发现了最小的

来源:水星 时间:2022/12/11
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科学家们发现了一颗围绕类太阳恒星运行的新行星。该系外行星是开普勒太空望远镜迄今为止发现的最小的系外行星。开普勒37b小于水星也只比月球稍大一点。该行星的发现源于开普勒太空望远镜科学家和一个国际研究者联盟的合作,该联盟采用星震学测量由连续的星震引起的恒星亮度的振荡,并将恒星中的微小变化转换为声音。

图解:开普勒37b的体积只稍大于月球,是至今已知体积最小的系外行星。

来自美国爱荷华州立大学研究团队的史蒂夫·卡瓦勒(StevenKawaler)称“这基本上是靠通过测量声波来倾听恒星的声音。越大的恒星频率越低或者说它演奏的歌曲的音高越低。”

星震学家的测量结果使开普勒研究团队可以精确地测量这颗极小的系外行星开普勒37b,并揭露同一行星系中的其他两颗行星:一颗略小于地球,而另一颗却是地球的两倍。

图解:开普勒37b想像图

开普勒37b很可能是一颗岩态行星,不适合人类居住,因为它的温度很高—有着炽热的表面而且没有大气层。

“因为它的体积极小,与月球相似还有很高的辐照表面,所以开普勒37b很有可能是一颗类似于水星的没有大气层和水的岩态行星,”研究团队在年2月末发表在《自然》杂志上的一篇文章中说到“对这样一颗小行星的探测首次表明,恒星系统拥有的行星比我们在太阳系中看到的任何行星都要小得多,也大得多。”

主星开普勒-37距地球光年,位于天琴座。其中三颗行星围绕该恒星运行的距离都小于水星到太阳的距离,这表明它们非常炽热,不宜人类居住。开普勒37-b公转一周只需13天,距离不到水星和太阳距离的三分之一。据估计,这颗“冒烟”的行星的表面温度达到了华氏度(即开尔文),足以融化一便士的锌。另外,和开普勒37-b处于同一星系的另外两颗行星开普勒-37c和开普勒-37d公转一周分别是21天和40天。

图解:艺术家对开普勒37-b的概念图。只比月球稍大一点,大约是地球的三分之一。图源:NASA/Ames/JPL-Caltech

为了精准测量行星的大小,就要知道恒星的大小。为了进一步了解开普勒-37的特性,科学家们研究了太阳表面下沸腾运动产生的声波。

来自开普勒星震科学协会的特拉梅斯·梅特卡夫(TravisMetcalfe)称“星震学的技术类似于地质学家如何利用地震产生的地震波来探测地球的内部结构的技术”。

声波穿过恒星并把信息带回恒星表面。这些波动引起的振荡是开普勒观察到的恒星亮度的快速闪烁。小恒星亮度中几乎看不见的高频振荡是最难测量的,这也就是为什么以前星震分析的天体都比太阳大。

图解:恒星内部不同振动模式的激波穿透不同深度。

梅特卡夫在接受我们的采访时称“对这些振荡现象的研究在很长一段时间内都是在太阳上进行的,但是开普勒太空望远镜将其扩展到了数百颗类太阳恒星上。开普勒-37是最冷也是星震学测量过的最小的恒星”。

开普勒-37的半径仅为太阳的四分之三。梅特卡夫表示恒星半径的测量精度为百分之三,这就意味着行星大小的测量具有更高的精准度。

梅特卡夫创办了一个非营利性组织,旨在为开普勒星震研究协会筹集研究资金。自从美国宇航局(NASA)不再为星震研究支付研究资金后,所发起的“暗淡蓝点”项目可以让人们认领一颗恒星来支持星震研究。

图解:标准太阳模型的传播图,显示振荡具有G模式特征(蓝色)或偶极模式具有P模式特征(橙色)。在大约和微赫兹之间,模式可能有两个振荡区域:它们被称为混合模式。虚线显示了从更精确的建模中计算出的声学截止频率,上面的模式没有被困在恒星中,粗略地说,没有共振。

梅特卡夫表示“在美国很少有这方面的专业知识,更多的还是在欧洲,因此为了节约成本,美国宇航局把这项特殊的项目外包给了开普勒任务。美国航天局也无法资助其他国家的研究人员”。

民众可以通过在“暗淡蓝点”项目

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