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研究表明,地球大小的外星行星可能非常常见

这位艺术家的构想展示了格利泽581系统的内部四颗行星及其宿主恒星,一颗距离地球仅20光年的红矮星。前景中的大行星是格利泽581g,其发现于2010年9月宣布。这颗行星位于恒星适居带的中间,质量只有地球的三到四倍。

科学家们认为,宇宙中可能有大量地球大小的外星世界,“几乎四分之一的类太阳恒星可能有一颗大约地球大小的行星围绕它们运行。”

研究人员说,这项新的研究发现,质量在地球5到30倍之间的行星可能并不短缺,这与以前的行星模型相矛盾。他们补充说,这些发现还表明,与我们地球大小的行星相似的太阳系可能很常见。

科学家们将注意力集中在33颗已知的围绕其中22颗恒星运行的外星行星上,其中一些是他们自己首次发现的。另有12颗系外行星被探测到,但尚未得到证实。

天文学家在夏威夷用强大的凯克望远镜对距离地球80光年以内的类太阳G和K类恒星进行了五年的研究。我们的太阳是最著名的黄色G星,而K型矮星是稍小的橙红色恒星。总的来说,他们分析了其中166颗恒星,它们在G和K之间的分布大致相等。

Alienplanet palooza

研究人员在每颗恒星中寻找任何微小的摆动,这些摆动可能是由三到1000倍于地球大小的行星围绕它们运行引起的,而这些行星的距离仅为地球和太阳之间距离的四分之一。

科学家们估计,样本中约1.6%的类太阳恒星拥有木星大小的行星,而12%的恒星拥有质量是地球质量三到十倍的超级地球,这是目前可探测到的最小行星。这揭示了较小行星数量增加的趋势,表明海王星和更小的行星可能比木星等巨星更常见。

加州大学伯克利分校的天文学家、研究员安德鲁·霍华德在一份声明中说,进一步推断,“在大约100颗典型的类太阳恒星中,有一两颗行星的大小与木星相当,大约有六颗行星的尺寸与海王星相当,大约12颗超级地球的质量在3到10个地球质量之间。”“如果我们向下推断地球大小的行星,质量是地球的一半到两倍,我们预测每100颗恒星中会有23颗。”

加州大学伯克利分校的天文学家GeoffreyMarcy说,尽管研究人员在新的研究中发现了另外12颗可能的行星,但这些行星尚未得到证实。

如果将这些计算在内,研究小组总共探测到了32颗恒星周围的45颗行星。

霍华德说:“随着美国国家航空航天局在未来十年开发新技术来发现真正地球大小的行星,它不必看得太远。”

Howard、Marcy和他们的同事在10月详细介绍了他们的发现。《科学》杂志第29期。

与行星形成趋势相反

这些新发现与目前行星形成和迁移的模型相矛盾。

Marcy说:“这些结果将改变天文学家对行星形成方式的看法。”

在行星形成原行星盘后,研究人员认为只有巨型行星向内飞行。相反,在目前的模型预测没有小行星的情况下,研究人员发现了盈余。

霍华德在接受《太空网》采访时表示:“我不确定模型中缺少了什么,但我有一些猜测。”“一种猜测是,在太阳系诞生期间,行星在其内部迁移的气体盘比模型所允许的更复杂。另一种猜测则是,在气体清除后,太阳系中的许多行星可能会经历一个相互散射的阶段,这是一种行星台球。”

根据这些统计数据,研究人员建议,美国国家航空航天局的开普勒任务将探测到120到260个在附近约10000颗G和K矮星附近运行的“看似遥远的地球”。

霍华德说:“这是第一次估计,实际数字可能是1/8,而不是1/4。”“但这不是百分之一,这是个好消息。”

这些行星是由什么组成的

研究人员希望通过将他们的研究结果与美国国家航空航天局行星探测开普勒飞船即将发布的数据相结合,了解更多关于太阳系外行星的信息。虽然他们的研究可以探测到行星体积,但开普勒可以以极高的灵敏度测量行星大小。

由于天文学家只探测到离恒星很近的行星,因此在更远的距离上可能会有更多地球大小的行星,包括位于宜居带内的行星,其距离与我们的行星距离太阳的距离大致相同。

宜居带或“金发姑娘”带是指与恒星的距离,既不太热也不太冷,不允许液态水出现在恒星表面。

霍华德在接受采访时说:“通过将行星质量与行星大小相结合,我们将了解典型的行星密度,我们将能够弄清楚我们发现的这些小行星主要是由铁、岩石、水还是气体组成。”


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