天文學家在二萬五千光年外極罕見地發現了一顆超級地球


在銀河系中可能到處都散佈著大量類似地球的行星,但要找到它們卻並非易事,截至目前為止,在已發現及確認的四千多顆系外行星中,只有大約三分之一是岩質行星,而且多數都距離地球約三千光年以內的範圍內,因此,發現一顆新的岩質系外行星總是令人興奮不已,而這顆新發現的超級地球則更令人振奮。

新的超級地球距離我們約24,722光年,這可能是至今為止發現的最遠系外行星。它處於銀河系中心的恆星密集區,一般而言,天文學家是藉由三種方式來檢測系外行星的存在,天體測量法、徑向速度法、凌日法,但以上的三種方法,都受限於儀器精密度而只能檢測幾千光年以內的行星。

根據廣義相對論衍伸出了第四種方法,重力微透鏡效應法,試著想像有兩顆恆星,一前一後,前面那顆暗到我們看不見,而我們就是那個觀察者正在看著這兩個一前一後的恆星,從視線上,我們只能看到後面那一顆星,但受到重力透鏡效應的影響,後者的光線在經過前者時受到前者引力的作用會發生輕微的彎曲,如同凸透鏡聚焦那樣而促使我們看到了亮度增強的恆星,同樣的,前方的行星也會有這種效果,因為亮度增強的幅度較弱,所以稱為重力「微」透鏡效應。

在長達五天的觀測期間,這顆超級地球所提升的背景恆星亮度僅僅只有五個小時,並且在天文學家們確認這不是儀誤判後,計算了相關參數,得知該系外行星為一顆超級地球,質量是地球的3.96倍,其所環繞的恆星僅有0.12倍太陽質量,與其母恆星的軌道距離遠在0.63至0.72個天文單位之間(相當於金星到太陽的距離),軌道週期約為600天。這顆超級地球的宜居性取決於它的大氣層及其母恆星的性質,但是要測量這顆母恆星的光譜特性,以目前的儀器是辦不到的,更別說要討論成份了。

天文生物學界中最大的問題是宇宙中生命起源的機率,我們知道它比較有可能出現在岩質行星上,所以我們發現的岩質系外行星越多,就越能瞭解這機率的界限在哪,此項研究也同時證實了重力微透鏡尋找低質量系外行星的非凡力量,遠超所有目前發現系外行星的方法。

【圖:歐洲南方天文台;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年5月7日出版的《天文學報》

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