地面望遠鏡首次發現外行星 挑戰傳統理論

2010-07-06 05:35 作者:莫心海

據太空網2006年6月29日報導，在太陽系外發現的一顆行星已被正式確認為繞類日恆星運轉的系外行星，同時，它也是迄今由地面望遠鏡直接拍到的第一顆系外行星。

繞類日恆星運轉的外行星

這顆系外行星的質量是木星的8倍，以日地距離的300倍繞主恆星運轉。2008年，天文學家利用地面可見光望遠鏡發現了它，這也是地面望遠鏡首次直接拍到系外行星的照片。不過，當時還存在一種可能性，即由於物體、恆星和觀測者的幸運排列，從地面的視角觀測，它像是正在繞其恆星運轉。

天文學家戴維-拉弗倫尼爾(David Lafreniere)說：「我們的最新觀測結果排除了這種排列的可能性，由此證實這顆行星和恆星之間存在關聯。」拉弗倫尼爾領導的研究小組發現了這顆系外行星。天文學家利用雙子星天文臺的高清晰適應性光學技術，進行了新一輪觀測，最終證實該行星繞其主恆星旋轉。雙子星天文臺是一個多國合作項目，由架設在夏威夷莫奈克亞和智利塞羅帕瓊山山頂的8米雙筒天文望遠鏡構成。

主恆星的質量估計相當於太陽質量的85%，距離地球500光年，該區域存在大量屬於天蠍座上部組(Upper Scorpius Association)的年輕恆星，它們大概形成於500萬年前。那顆外行星的表面溫度估計在2700華氏度(約合1500攝氏度)以上，遠比木星的表面溫度高。木星大氣雲頂溫度約為華氏零下166度(約合攝氏零下110度)。

據研究人員介紹，這個恆星系相對年輕(太陽系的歷史約為46億年)，解釋了該系外行星高溫的原因。形成期間，該外行星的收縮令其溫度迅速升高至數千度。一旦收縮期結束，它將通過向四周釋放紅外光令溫度緩慢下降。在十億年以內，這顆行星表面溫度將與木星表面溫度相似。

拉弗倫尼爾及其研究小組最早於2008年9月宣布了他們的研究發現。拉弗倫尼爾說：「2008年的時候，我們確切瞭解到，有一個質量如年輕行星的天體在天空中緊挨著一顆年輕的類日恆星。」兩個天體距離如此之近似乎表明，它們彼此之間存在著密切聯繫，但是，還有一種可能性，即它們之間沒有任何關聯，只是偶然在天空呈現如此近的排列。其中一個天體可能距離另一個天體非常遠或非常近。要證實天文學家的結論，還需要進一步觀測。

這個名為1RXS J160929.1-210524(簡稱1RXS 1609)的恆星系讓科學家有了從事研究的獨特例證，因為其與恆星的極端距離似乎對傳統行星形成理論提出挑戰。「沒有理論可以描述一個行星能在300個天文單位(１天文單位＝日地距離)的距離形成。這不是缺乏想像力，而是缺乏(這樣的)物理學。」加州理工學院的天文學家約翰.強森(John Johnson)說。現在的理論，觀測和計算機模擬都顯示行星形成於繞恆星運行的氣體塵埃盤。隨著和母星的距離增加，需要形成行星的物質會逐漸減少。因此在這麼大的距離不應該有產生行星所需要的材料。

參與最新研究的多倫多大學天文學家雷-賈亞瓦哈納(Ray Jayawardhana)說：「這個外行星不可能的位置或許告訴我們，行星形成方式並非只有一種。或者，它預示著在新生行星的狂暴幼年時期，它們之間的相互作用會將周圍新生行星拖拽到遠離母星的地方。」

研究結果將刊登在最新一期的《天體物理學雜誌》上。

參考資料：
1、 http://www.space.com/scienceastronomy/first-alien-planet-photographed-confirmed-
100629.html
2、 http://news.discovery.com/space/star-orbit-planet.html