天文学家发现超级地球为首颗新类型系外行星

发表：2010-02-10 15:54

据美国国家地理网站报道，天文学家在2009年发现了一颗表面遍布火山的岩质系外行星，并将其命名为“CoRoT-7b”。天文学家认为CoRoT -7b是迄今太阳系外最像地球的行星。然而，最新一项研究表明，地球可能并不是CoRoT-7b的最佳参照物。研究人员认为，CoRoT-7b其实是第一颗新类型的系外行星：超级木卫一(super-Io)。

潮汐非唯一热源

据领导实施这项研究的美国华盛顿大学天文学家洛里-巴恩斯(Rory Barnes)介绍，与木星的卫星木卫一一样，CoRoT-7b很容易处于适当的轨道，体验所谓的潮汐加热现象。在木卫一上，潮汐加热现象是因木星引力的推拉作用令其地壳不断变形所致。巴恩斯表示，这种活动产生了足够的热量，为数百座活火山提供了能量，CoRoT-7b同样存在这种情况。

与木卫一不同的是，CoRoT-7b紧靠一颗恒星而非行星轨道运行，所以，潮汐并不是这颗系外行星的唯一热源。基于以前的大量观测，天文学家认为CoRoT-7b表面温度在1832至2732华氏度(1000至1500摄氏度)之间。巴恩斯说，表面温度如此之高，CoRoT-7b一定会有“熔岩池塘甚至是熔岩海洋”。

科学家还了解到，CoRoT-7b有潮汐锁定现象，所以，有一面总是面向恒星。所谓潮汐锁定，是指一个天体绕另一个天体公转时，会产生潮汐摩擦，让自转减慢，到了最后会以同一面持续面对另一天体的状态。巴恩斯说：“这颗行星的背面可能存在火山活动。根据我们的猜测，CoRoT-7b的一面表面已经熔化，另一面则是剧烈的火山活动。”

相当于两个地球大小

CoRoT-7b是天文学家利用以法国为首的行星寻找任务CoRoT发现的。CoRoT任务旨在探寻天体从恒星前面经过(即穿越)时引起的星光周期性微降现象。当发现CoRoT-7b的消息在2009年2月宣布时，天文学家将其称为是迄今发现的绕类日恒星运行的最小系外行星。

根据CoRoT-7b的穿越，天文学家可以知道，这颗行星大概相当于两个地球大小。地球的直径约为7920英里(12760公里)。木卫一的直径约为2260英里(3630公里)。后续研究测量了CoRoT-7b的质量和密度，证实它是一颗岩质行星。基于这些特征，CoRoT-7b被称为“超级地球”。

这一术语被用来依据系外行星与太阳系内天体的相似程度，对它们进行非正式分类，比如“炽热木星”、“超级海王星”等。在最新研究中，巴恩斯和同事根据CoRoT-7b的大小、质量、与恒星的远近程度及其同附近“姐妹行星”CoRoT-7c的相互作用，对这颗系外行星的可能轨道做出估计。他们在今年1月召开的美国天文学会大会上公布了这一研究结果。

与木卫一更相像

研究人员发现，即便CoRoT-7b轨道的运行稍显异常，也能产生足够的潮汐热量，为大量火山活动提供能量，使得它更像木卫一而非地球。据巴恩斯介绍，首先，就像木卫一的运行轨道非常接近木星一样，CoRoT-7b也近距离绕其主恒星运转，所以，引力的影响尤其强烈。

其次，木卫一和CoRoT-7b都存在潮汐锁定现象。以木卫一为例，这意味着这颗卫星的一面始终面朝木星。这一侧受木星引力的推拉作用更为明显，以致这个原本圆球状的天体稍显椭圆形，中心位置鼓起。巴恩斯说：“地球也存在这种现象，由于同太阳和月球的相互作用，地球中间也鼓了起来。海洋潮汐式缘于引力潮，而岩石也因潮汐作用而变形。”

此外，由于同木星附近卫星的相互作用，木卫一的运行轨道呈不规则的椭圆形，所以，它与木星的距离会随时间变化。在距离木星更近时，木卫一会被更多地拉长，而远离木星时，它则会变得更圆。巴恩斯说：“我们以网球为例，如果你不断挤压，它会因摩擦而产生热量。木卫一就存在这种情况，只不过它是同一颗行星产生了这种作用。”

眼下，CoRoT-7b距离我们过于遥远，当前技术和望远镜无法对其轨道做出精确估计，所以，这颗行星是否真像木卫一还是一个谜。美宇航局下属喷气推进实验室行星科学家罗萨莉-洛佩斯(Rosaly Lopes)说：“我认为他们的研究结果很可靠。”她认为，1979年，在“旅行者”号飞船发现木卫一火山喷发的羽状尘埃物质之前，科学家就已成功预测了木卫一表面的火山活动。

火山活动难以证明

洛佩斯说：“斯坦-皮尔(Stan Peale)和同事分析了木卫一的轨道，认为它可能存在潮汐加热现象。”紧接着，“旅行者”号飞船发回的照片显示了大量羽状尘埃，后来，“伽利略”号飞船拍到的照片又发现了170多座活火山。皮尔现为美国加州大学圣巴巴拉分校名誉教授，他也认为“最新研究的结论可行的”。

皮尔指出，CoRoT-7b附近第二颗行星的存在意味着，这颗行星的轨道可能不断变化，“足以将内部加热至超级木卫一的状态，最终像木卫一一样表面具有火山活动。”洛佩斯则表示，“最新研究令人感兴趣的是，像木卫一这样的天体可能存在于其他太阳系中。不过，在目前条件下，CoRoT-7b是否存在活跃的火山活动非常难以证明。

巴恩斯称，像“斯皮策”太空望远镜这样的先进观测手段或许能看到CoRoT-7b火山喷发释放的气体。他说：“CoRoT-7b行星轨道周围或许遍布火山喷发形成的气云。我们利用‘斯皮策’望远镜可能会根据光的信号观测到，但这非常困难，因为CoRoT-7b行星距离我们过于遥远，且光线微弱。”
　　
不过，巴恩斯认为，随着CoRoT这样的行星寻找任务以及最新发射的“开普勒”望远镜不断深入太空，人类将会发现数千个与CoRoT-7b相似的表面炽热的岩质天体。巴恩斯说：“我将‘开普勒’望远镜看作是寻找超级木卫一的理想探测器。”每发现一个“超级木卫一”，都“距离发现真正的‘超级地球 ’更近了一步。”

来源:环球地理

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