巨蟹座55e

巨蟹座55e

太陽系外行星
巨蟹座55e是一顆環繞着巨蟹座55A的太陽系外行星,大小跟海王星差不多,直徑達2.1萬公裡。巨蟹座55e其直徑約為地球的兩倍,質量則約為地球的8倍,因而被歸入“超級地球”的行列。[1]表面溫度接近2700攝氏度。距離地球距離相當近,約為40光年。2016年2月,歐洲太空總署發布巨蟹座55e圖片。根據從NASA斯皮策紅外望遠鏡的對該行星兩年期觀測數據顯示,兩年中該行星溫度變化幅度就達3倍之多,表面溫度從1000攝氏度變為2700攝氏度,變化相當之快。
  • 中文名:巨蟹座55e
  • 外文名:
  • 别名:
  • 分類:
  • 發現者:芭芭拉·麥克阿瑟
  • 質量:4.8×10^25 kg
  • 平均密度:
  • 直徑:21000KM
  • 表面溫度:
  • 逃逸速度:
  • 反照率:
  • 視星等:
  • 絕對星等:
  • 自轉周期:
  • 赤經:
  • 赤緯:
  • 距地距離:
  • 半長軸:
  • 離心率:
  • 公轉周期:
  • 平近點角:
  • 軌道傾角:
  • 升交點經度:
  • 英文名:Artist's impression of 55 Cancri e
  • 表面重力加速度:21000m/s2
  • 表面平均溫度:2000攝氏度
  • 最早發現時間:2004年

外形

巨蟹座55e(英文:Cancri 55 e)是一的環繞着巨蟹座55A的太陽系外行星,表面多岩石,他離牧恒星很近,公轉周期不到兩天。

巨蟹座55e是一顆“超級地球”,構造為岩質,大小約為地球的兩倍,質量約為地球的八倍,其直徑比地球大60%達到約13000英裡,而體積則達地球的8倍,密度為地球的2倍。。它和另外四顆行星一起圍繞着巨蟹座中一顆類太陽恒星旋轉。巨蟹座55e距離母星很近,以至于每年隻有18個小時。它還是潮汐鎖定的,也就是說不像地球這樣自轉,而是有一個永久性的白晝側和黑夜側。

文學家觀測到一個“超級地球”的溫度變化異常劇烈——這是科學家第一次觀察到太陽系之外岩質行星的大氣變化——據信它可能是由大量的火山活動引起的,進一步增加了這顆“鑽石行星”的神秘性。

“這是我們首次觀察到系外行星放出變化如此劇烈的光線,”劍橋大學天文研究所的尼庫·馬杜蘇丹博士說,“在此之前,天文學界尚未探測到任何其他‘超級地球’的熱輻射信息和表面活動信息。”

劍橋大學的科學家們首次探測到太陽系之外岩質行星的大氣變化,同時還發現在兩年的時間内溫度變化了近三倍。盡管研究者很快指出變化的誘因還需要進一步研究,但是他們相信行星表面的大量火山活動很可能是原因所在。掌握窺視岩質超級地球的大氣層以及觀察表面環境的能力,是邁向确認系外宜居行星的一個重要裡程碑。

借助于美國航空航天局的斯皮策空間望遠鏡,科學家們觀察到了系外行星發出的熱輻射。這顆系外行星名為巨蟹座55e,圍繞着一顆類太陽恒星旋轉,位于40光年之外的巨蟹座。科學家首次發現了快速的環境變化,行星白晝側的溫度在1000至2700攝氏度之間擺動。科學家相信這樣的溫度變化可能是由巨大的氣體流和塵埃流造成的,而這些流束的起因很可能是火山。火山活動具有異常高的活動頻率,高于木衛一——太陽系中地質最活躍的天體。

科學家們之前研究的系外行星大多數都是類似于土星和土星的大型氣體行星,這是因為他們體積大,相對容易被發現。最近幾年,科學家們已經能夠測繪很多氣體行星的環境,但是研究質量為地球一倍至十倍之間的超級地球仍然是困難重重。之前關于巨蟹座55e的觀測顯示它含有豐富的碳,這意味着它是由鑽石構成的。科學家們相信,它是第一個主要由鑽石構成的行星。然而,這次新的發現很大程度上攪渾了早期的判斷,并且開啟了新問題。

自轉周期

美國宇航局斯皮策紅外望遠鏡探測到巨蟹座55e行星的光線,這顆行星環繞一顆距離地球41光年的恒星運行。巨蟹座55e行星自轉一周僅相當于地球18個小時。

發現意義

該行星的發現或将是研究行星演化、存留的一個重大突破。由于其密度接近于鉛,且離地球是如此之近,以至于人們可以直接用肉眼觀察到其母恒星。

雖然巨蟹55 e 上面地獄般的灼熱意味着不可能有生命存在,但此類型的行星仍是科學家迫切希望用望遠鏡觀測的。因為母恒星明亮的高亮度讓很多種敏感的測量變得可行,所以巨蟹55e是一個測驗行星形成、演化和存留的理論的完美實驗室。

發現曆程

科學家與2004年首次發現了巨蟹座55。而發現巨蟹55 e 行星的加拿大空間望遠鏡“MOST”是科學家觀察研究這個“超級地球”最直接的手段和方法。“MOST”造價低廉,僅有手提箱般大小,2003年由加拿大太空總署發射,受命觀測10顆星球。其最初僅預定工作一年時間,但8年過去了MOST卻仍然運行良好,共已經觀測了超過2000顆星球。

據科學家介紹,母恒星巨蟹55 a 距地球大約40光年距離,和太陽一樣是一顆黃矮星,在之後兩個月中人們可用肉眼在巨蟹星座中觀察到它。當巨蟹55 e 處于白晝時,其母恒星看上去會比夜間大60倍,亮度則是夜間的3600倍。巨蟹55 e 是一個4行星系統的組成部分,自1997年來一直處于科學家的監視下,由于發現其密度之高、同地球的距離之近而引起了關注。此行星系統是通過“多普勒方法”發現的,此方法可測量某星球由受其他未知星球引起的不穩定擺動。

盡管巨蟹55 e表面溫度接近2700攝氏度,但有些天文學家認為巨蟹55e的強大引力可能仍使其能夠保持一個大氣層。這種類型的行星被稱為“超級地球”(Super-Earths),即擁有大氣層、體積相當于地球10倍的行星,一直讓科學家抱有特殊興趣,因其有成為固體的可能性,抑或存在着液态海洋。這意味着如果溫度等其他條件合适,它們有可能成為潛在外星生命形式的家園。

不列颠哥倫比亞大學教授馬修斯(Jaymie Matthews)興奮的稱:“這簡直和《星際迷航》(Star Trek)電影中的柯克船長所做的事一樣。我們終于實現了——可能還超越了——童年夢想中的科幻場景。”

發現機構

該行星發現小組的天文學家來自包括麻省理工學院、不列颠哥倫比亞大學、史密森松天體物理中心以及加州聖克魯斯大學等研究機構。

新聞

自從發現巨蟹座55e行星,天文學家日益發現更多關于這顆行星的奇特特征,研究人員現已知道這顆行星是巨蟹座55e恒星(位于巨蟹星座)系統中5顆系外行星其中之一。由于巨蟹座55e行星擁有超密集質量和極端近距離軌道,從而使它格外令天文學家關注,它與恒星之間的距離比水星和太陽之間距離近26倍。

這項最新斯皮策觀測顯示,巨蟹座55e行星朝向恒星的一側非常熾熱,溫度接近于1726攝氏度。這顆行星很可能是一個黑暗的星球,它缺少充實的大氣層來加熱朝向恒星的反向一側。

更為奇特的是,這顆行星遍布淤泥,之前斯皮策望遠鏡的觀測數據顯示巨蟹座55e行星五分之一質量是由較輕元素構成,其中包括水,但是極端熾熱的溫度和大氣壓力在這顆行星表面形成一種“超臨界流體(supercritical fluid)”狀态。

超臨界流體可以想像成為液體狀态下的氣體,它存在于極端大氣壓力和溫度環境。在地球上,在蒸汽發動機中水可以達到超臨界流體狀态。

之前在對巨蟹座55e行星的研究中,采用一種叫做淩日法的技術來分析這顆行星途經主恒星前方時所發生的變化,在這項最新研究中,天文學家使用斯皮策望遠鏡勘測到巨蟹座55e行星自身釋放的紅外光線。

斯皮策望遠鏡對巨蟹座55e行星的最新觀測結果與超臨界流體水世界理論相吻合,這顆行星很可能是覆蓋超臨界流體水的岩石星球,并在星球表面形成蒸汽層。

比利時列日大學邁克爾-吉倫首席調查員邁克爾-吉倫(Michael Gillon)說:“這非常類似于海王星,如果将海王星軌道距離更接近太陽,将觀測到它的大氣層出現蒸發現象。”這項研究報告詳細情況發表在《天體物理學雜志》上。

2003年,美國宇航局投資7.7億美元建造的斯皮策太空望遠鏡發射升空,當前處于延長任務期,主要進行宇宙紅外線觀測研究。美國宇航局官員表示,在延長任務期中,望遠鏡工程師調整了幾項觀測設置,從而有助于實現行星觀測最優化效果。

美國宇航局下一個重要紅外太空觀測平台――詹姆斯·韋伯太空望遠鏡預計于2018年發射,它将潛在揭曉巨蟹座55e行星和其他類似超地球行星更多的詳細情況。

美國宇航局噴氣推進實驗室斯皮策項目科學家邁克爾-維爾納(Michael Werner)說:“我們可以想像40年前,當時還未發現系外行星,正是基于斯皮策望遠鏡的優異性能,它能夠适應新的宇宙探索領域,并獲得突破性天文發現。”

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