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天文学家发现迄今最奇特太阳系外行星

[2007/8/1]
北京时间6月1日消息,据国外媒体报道,一个由业余天文学家和专业天文学家组成的国际行星搜寻小组日前找到了一颗令他们颇感兴趣的行星,这颗行星是有记录以来最奇特的太阳系外行星之一,质量是木星的13倍,不到四天便绕其恒星运行一圈。

多个方面的特性耐人寻味

美国“XO计划”(XO Project)的研究人员在近日于火奴鲁鲁召开的美国天文学会大会上公布了他们的最新发现——一颗名为“XO-3b”的行星。莱斯大学天文学家克里斯托弗·约翰斯-科鲁尔代表该研究小组在大会上公布了他们的研究结果。他说:“这颗行星确实很奇怪。在此次大会上公布这项研究发现时机再合适不过了,因为‘XO计划’的核心就是在夏威夷火奴鲁鲁运行的两台小望远镜。”

“XO计划”主任、巴尔的摩太空望远镜科学研究所(STScI)的天文学家彼得·麦克库洛夫(Peter McCullough)说:“在迄今为止发现的200颗太阳系外行星当中,XO-3b在多个方面的特性都令人大吃一惊。它是迄今在如此之近轨道发现的质量最大的行星,考虑到其所在轨道距离恒星的距离,我们惊讶地发现这条轨道并非圆形,而是呈椭圆形。”麦克库洛夫表示,鉴于XO-3b在各个方面的奇特特性,它有可能会激发研究行星形成的天文学家的浓厚兴趣。

约翰斯-科鲁尔说:“令我们颇感兴趣的是,XO-3b的质量处于行星和‘棕矮星’之间的分界线。目前,天文学界在如何划分棕矮星的问题上争论地热火朝天。”任何恒星质量都足够大,可以熔化氢,拥有这种质量的星体才属于恒星。而棕矮星的质量远远达不到成为恒星的要求。

“XO计划”找到的第三颗凌日行星

约翰斯-科鲁尔是莱斯大学物理的天文学副教授,他说:“争议之处就在于这一数值范围的低端。有人认为能熔化氘的天体都是棕矮星,从理论上讲它们相当于13颗木星的质量。还有人说,质量无关紧要,重要的是天体是自行形成的,还是是作为行星系统的一部分形成的。”

按照它们的质量,任何一颗有资格竞争棕矮星地位的行星都能让大多数行星搜寻者轻而易举地发现,这是因为天文学家们在观测天空时,他们其实不是在直接寻找行星,而是寻找因绕其轨道旋转的行星重力而晃动的恒星,行星越大,它所产生的晃动就越剧烈。所以,十年前采用这种“径向速度”(radial velocity)方法的行星搜寻者,在开始扫描天空寻找摇动的恒星时,希望能发现大量的棕矮星。但他们的愿望从未变成现实,天文学界将这种超质量天体缺乏状况称为是“棕矮星荒漠”(brown dwarf desert)。

XO-3b行星令人感兴趣的原因还在于它是一颗“凌日行星”(transiting planet),即每次绕轨道运行时,它都会从其恒星前方经过。目前有不到二十颗凌日行星已得到确认,XO-3b是“XO计划”所发现的第三颗凌日行星,“XO计划”本身就是专门为寻找凌日行星而设立的。“XO计划”得益于专业天文学家和业余天文学家之间的通力合作。该计划最早是使用一台安装在哈雷阿卡火山顶的望远镜来寻找行星的,望远镜由夏威夷大学天文研究所负责操作。

业余和专业天文学家合作的典范

这台望远镜由两架可在市面上买到的200毫米长焦照相镜头做成的。“XO计划”的专业天文学家使用哈雷阿卡拉山顶的望远镜首先选定那些时不时发出微弱光线的候选恒星,随后,业余天文学家再对上述恒星进行仔细观测,寻找光线变暗是由凌日行星造成的进一步证据。一旦证据确凿,专业天文学家则会通过大型望远镜——2.7米的哈伦·史密斯望远镜和11米的哈比·艾伯利望远镜——确认是否真的存在凌日行星。这两台望远镜均安装在美国德克萨斯大学的麦克唐纳天文台。

麦克库洛夫说:“那里还存在模仿许多凌日行星运行的天体物理学系统。将真正行星同其它天体中挑选出来的唯一办法是,更为仔细地观测恒星。我们用大型望远镜观测恒星的时间不足,此时业余天文学家则可以帮助我们弥补这一缺点,将我们列出的一长串候选名单减至更为合理的范围,以便我们随后使用大型望远镜进行观测。”

他表示,“哈雷阿卡拉山顶晴朗的天空、哈比·艾伯利望远镜、斯皮策太空望远镜、哈勃太空望远镜以及操作这些望远镜的合格技术人员均给予我们巨大的帮助,让我们真是受益匪浅。业余天文学家的全球影响力和奉献精神尤其值得我们称赞。我想在这里提到一点,那就是参加奥运会的运动员也有些是业余选手。”“XO计划”的经费主要来自于美国宇航局和太空望远镜科学研究所(STScI)的“主任可自由支配资金”。
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