天文提问

开普勒的系外巨行星候选对象是否真实?

时间:2018-09-14 11:26 来源:未知 作者:admin

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作者:Monica Young

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Posted: 2015. 12. 10

编译:Melipal  审校:admin(编译版权所有,未经许可请勿转载。)

一项新的研究表明,开普勒望远镜大约一半的系外巨行星候选对象并不是真正的行星。天文学家已经预计到了这一点。

本周在夏威夷召开的极端太阳系III研讨会上,在涌现的当口,一项新的研究凭借的新闻标题,获得了。

是针对NASA开普勒卫星探测到的疑似巨行星进行的后续分析。在4年多的时间里,开普勒发现了数以千计的系外行星候选对象。这项研究的作者称,结果是其中的很大一部分(大约是开普勒发现的巨行星的55%)可能根本就不是行星。

艺术家笔下环绕着类太阳恒星运行的一颗热木星。(图片提供:Haven Giguere / Nikku Madhusudhan)

这听起来可能让人震惊,但其实并不是这样的:这一结果很大程度上是在预期之内的。

研究简介

来自葡萄牙波尔多(Porto)大学与法国艾克斯-马赛(Aix Marseille)大学的亚历山大 桑特尼(Alexandre Santerne)与同事针对开普勒长长的候选行星列表,使用法国上普罗旺斯的1.93米望远镜进行了为期5年的后续观测。开普勒是通过凌星法来探测行星的,当行星从恒星前方通过时,恒星的星光会略略减暗。为了测量行星对主星微小的引力拖曳,从而证实星光减暗确系由行星产生,桑特尼的小组使用了SOPHIE光谱仪。这台仪器可以测量小至每秒2米的。

小型行星导致的摆动过弱,SOPHIE并不能分辨出来,因此小组只能对巨行星候选对象进行后续观测。小组选择观测目标的依据并不是测量结果不确定的候选体半径,而是凌星深度 行星越大,它遮挡的星光就越多。另外,他们只选择了轨道周期不足400日的行星。

开普勒的数据中存在两种常见的假探测:掠食双星(左图)以及背景中的食双星(右图)可以模仿出巨行星的凌星信号。(图片提供:NASA / Ames Research Center)

最后,在2010年7月到2015年7月之间,桑特尼与同事花费了370个夜晚,观测了开普勒超过4000颗候选行星中的129颗。

在这中间,只有45颗是真正的行星。其他是褐矮星(3颗)或聚星系统(63颗,其中48颗是食双星)。至于另外的18个事例,小组可以排除这两种可能性,但是还无法证明它们是行星。就算最终可以证实这18个事例都是行星,开普勒51%的候选巨行星也不是真实存在的。

这个比例要比先前的研究发现的更高。最近,来自哈佛大学的弗朗索瓦 弗雷辛(Francois Fressin)与同事发现,。

更高的假信号出现比例可能不仅会影响行星数量,还会改变我们对这些星球的认识。举例来说,当桑特尼的小组将假信号从数据中移除之后,他们看出了三种分明的巨行星族群:在周期数日的轨道上环绕主星运行的热木星、与太阳系成员更接近的温和巨行星,还有介于二者之间的第三类。桑特尼的小组称,其他基于开普勒候选行星列表的研究并没有辨认出这三种独立的族群,原因是它们的样本受到了太多的污染

并非意外

桑特尼的工作很重要,这是迄今对开普勒的行星候选对象进行的规模最大的视向速度研究。但是如此高的假信号比例是否真的让人震惊?来自普林斯顿大学的开普勒数据专家蒂姆 莫顿(Tim Morton)说,一点也不。

莫顿说: 这项研究所见的假信号的比例如此之高,其中的主要原因是在过去的几次数据公布期间,开普勒小组对所谓的 候选对象 非常慷慨。

来自NASA艾姆斯(Ames)中心的开普勒任务科学家娜塔莉 巴塔尔哈(Natalie Batalha)解释称,早期开普勒小组会将所有半径大于木星2倍的候选行星自动标为假信号。但是开普勒并不是时刻都能以很高的精度测量行星的尺度。更且小组担心,他们正在扔掉介于行星与失败恒星(褐矮星)之间的天体。

因此开普勒小组不再仅仅基于尺度排除掉候选行星,这样就增加了 假信号 出现的比例,不过现在却让科学家可以研究褐矮星的出现率,并与之同巨行星进行对比

因此巴塔尔哈对这项研究的总结与新闻标题不同。桑特尼的小组发现,温木星(与主星距离不远于日地间距的木星级巨行星)常见度是类似轨道上的褐矮星的15倍。她说: 这才是真正的新闻!

莫顿转而正在计算在开普勒列表中,每颗候选行星不为真的几率究竟有多大。他的结果很快就会发表,不过他已经将计算与桑特尼的观测进行了比较,发现二者可以吻合起来。研究者将使用莫顿的计算与桑特尼的后续观测来确定在未来的研究中(比如针对巨行星族群的研究)要涵盖哪些候选行星。

莫顿还强调称,桑特尼的结果仅适用于巨行星的候选对象。现在所有对较小候选行星假信号比例的估计仍然很低。

(全文完)

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