天文學家給一顆系外行星「稱重」

科技日報北京8月23日電 (記者劉霞)據美國太空網22日報道,得益於歐洲空間局(ESA)的兩顆恆星測繪衛星收集的間隔25年的數據,天文學家對一顆非常年輕的系外行星的質量進行了測量,該氣態巨行星的“體重”約為太陽系最大行星——木星的9倍—13倍。

這顆2008年發現的系外行星名為繪架座βb(Beta Pictoris b),目前僅2000萬歲,圍繞著繪架星座中第二顆最亮的恆星繪架座β(Beta Pictoris)運行。

恆星繪架座β還很年輕,可以展示行星的形成和演化歷程。但是,由於恆星仍然在形成並在活動中發出脈衝,很難準確測量其徑向速度(當行星圍繞恆星運動時,恆星向地球移動並離開地球時的速度)——一種常用於估算系外行星質量的方法,因此,也就很難測量行星繪架座βb的質量。

ESA的聲明稱,在最新研究中,他們基於繪架座β較長時間內在天空中的位置和運動,計算得出了繪架座βb的質量。

研究首席作者、荷蘭萊頓大學天文學家伊格納斯·斯內倫說:“這顆恆星的運動有幾個原因。首先,恆星像太陽一樣圍繞銀河系中央旋轉,我們稱之為固有運動。然後,存在著視差效應,這由地球圍繞太陽旋轉引起。因此,在一年中,我們可以從略微不同的角度來看恆星。”

此外,研究人員還發現了恆星運動中的“微小擺動”,這意味著,由於繪架座βb的引力,恆星偏離了其預定軌道。而且,行星的質量越大,偏離也越大。

為了獲得繪架座β在較長時間內在天空中的位置和運動,科學家結合了“蓋亞”(Gaia,2013年發射)衛星和“依巴谷”(Hipparcos,該衛星在1990年至1993年間研究了繪架座β111次)衛星提供的數據。這些數據間隔25年,科學家因此得到了該天體長期的固有運動情況。結果顯示,嬰兒系外行星繪架座βb的質量是木星質量的9倍—13倍,也因此成為有史以來被測重的最年輕系外行星。

稱重這件事很有趣,古代曹衝稱象用到了船,過去買菜賣肉要用秤砣,這說明了參照系的重要性。在浩渺宇宙測量星體的重量,雖然人類掌握的技術手段有限,但智慧之處在於,藉助已知的測量工具,嬰兒期行星不好把握的話,研究其圍繞的母星的行為和運動方式,有些問題就迎刃而解了。


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