31光年外,系外行星温度高达1500℃,最引人关注的却是它的密度



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看惯了宇宙中那些巨大的系外行星 , 偶尔发现一颗迷你的系外行星 , 反而叫人觉得新鲜 。 不过 , 小的系外行星同样具有值得关注的方面 。 最近 , 天文学家在31光年外发现了一颗非常小的系外行星 , 但它反而是“最重”的行星 , 这是怎么回事呢?

(图片说明:系外行星)迄今为止 , 人类在宇宙中已经发现了超过4500颗系外行星 , 其中大部分都是通过两种方法寻找到的 , 那就是凌日法和径向速度法 。
所谓的凌日法 , 指的是系外行星运行到宿主恒星和地球之间时 , 会遮挡住宿主恒星的一部分光线 。 通过观测这颗恒星的亮度微弱变化 , 我们就可以推测它周围有系外行星 。 如果这种变化呈现出规律性 , 那么可能性就更大了 , 这个亮度变化的周期就代表着系外行星公转的周期 。

(图片说明:凌日法示意图)除了凌日法之外 , 还有一种径向速度法也是寻找系外行星的常用手段 。 系外行星的引力 , 可以对宿主恒星造成轻微的拉扯作用 。 随着系外行星的公转 , 其宿主恒星的位置也会出现轻微的摆动 , 这种摆动会对宿主恒星光的波长造成影响 , 从而被我们发现 。 同样的 , 这种变化的周期也能帮助我们理解系外行星的公转周期和轨道细节 。

(图片说明:径向速度法示意图)不论是这两种方法中的哪一个 , 根据它们的原理 , 我们都可以发现:系外行星本身越大 , 对宿主恒星造成的影响就越大 , 也因此越容易被发现 。 所以 , 迄今为止人类发现的大部分系外行星 , 都是比地球大的 , 甚至很多都比木星还要大得多 。
而这一次 , 天文学家竟然发现一颗非常小的系外行星 。 这颗系外行星的名字 , 叫作GJ 367b , 距离我们大约31光年 。 在茫茫宇宙中 , 31光年的距离 , 的确可以说是非常近了 。
这颗行星是天文学家利用美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星(TESS)发现的 , 顾名思义 , 天文学家利用的原理就是凌日法 。 在长期的观测中 , TESS发现了这颗恒星的亮度变化 , 从而初步认定这里可能有系外行星 。

(图片说明:TESS)系外行星的发现不会一蹴而就 , 通常需要天文学家利用其他的手段进行确认 。 在TESS取得发现之后 , 天文学家又利用径向速度法进行了验证 , 证明这里确实存在一颗系外行星 , 而且非常的小 。
通过凌日法中恒星亮度的变化 , 天文学家可以推测GJ 367b的尺寸 。 结果表明 , 它的直径大约只有9000公里 , 仅比地球的70%多一点 , 比火星大了不到一半 。
利用径向速度法中恒星波长的变化 , 天文学家可以推测其摆动的幅度 , 这个数据又和系外行星的质量息息相关 。 在计算出它的质量后 , 天文学家们震惊了 , 因为通过质量和直径计算出来可以计算出密度 , 而这个密度的数值确实非同一般 。

(图片说明:GJ 367b艺术图)计算结果表明 , GJ 367b的密度达到了每立方厘米8.106克!要知道 , 在太阳系中 , 我们的地球已经是密度最大的行星了 , 但它每立方厘米也仅有5.52克左右 , 不足GJ 367b的70% 。 相比之下 , 室温条件下 , 铁的密度也只含有每立方厘米7.874克 。 换句话说 , 这颗行星密度比铁还大!
德国航空航天中心的天文学家Szilárd Csizmadia指出:“如此高的密度 , 暗示着这颗行星主要就是由一个铁质内核为结构的 , 这样的特点和水星非常类似 。 水星巨大的铁镍核心大得离谱 , 这使得它和太阳系内其他的岩石行星大不相同 。 ”

(图片说明:水星)关于水星的核心 , 天文学家们一直非常好奇 。 以我们的地球为例 , 其核心占据了行星总质量的1/3左右 , 而水星的核心竟然占据了行星总质量的2/3左右!关于水星为什么会变成这样 , 天文学家们也是百思不得其解 , 提出过许多种猜想 。 这一次 , 天文学家似乎在31光年外 , 找到了水星的“同类” 。

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