2008-06-17

天文學家發現三顆「超地球」

A trio of super-Earths
http://www.physorg.com/news132833934.html
http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2008/pr-19-08.html

June 16, 2008

今天,在一場國際研討會中,一個歐洲天文學家團隊宣佈外太陽系行星(extra-solar planets)領域中一項值得注意的突破。利用 ESO La Silla 天文台的 HARPS 儀器,他們發現環繞 HD 40307 這顆恆星的超地球三重系統。觀察他們與 HARPS 一同研究的整個樣本,天文學家計算了總共有 45 個質量小於 30 倍地球質量而且軌道週期少於 50 天的候選行星。這意味著一個像類太陽(solar-like)的恆星寄居(harbour)三個像這樣的行星。

"每一個恆星都寄居著恆星嗎,若真是如此,有多少?" 來自於日內瓦天文台的行星獵人 Michel Mayor 納悶。"我們也許仍不知道答案,但我們在朝著個目標上有了重大進展。"

自從 Mayor 與 Didier Queloz 在 1995 年發現一顆行星圍繞 51 Pegasi(譯註:位於飛馬座)以後,已經有超過 270 顆外太陽系行星(exoplanets )已經被發現,絕大部分都圍繞著類太陽恆星。這些行星大部分都是巨人,如同木星與土星一樣,而目前的統計資料證明,在 14 個恆星中就會有一個寄居這類行星。

"隨著許多更精細的儀器到來,例如 ESO 在 La Silla 3.6 公尺望遠鏡上的 HARPS 光譜儀,我們現在能發現更小的行星,其質量約為地球質量的 2 到 10 倍," Stephane Udry,Mayor 的同事之一。這類行星稱為超地球(super-Earths),因為它們比地球重,不過質量少於天王星與海王星(約 15 倍地球質量)。

這群天文學家現在發現一個包含三個超地球的系統環繞著一顆「頗為正常的」恆星,其質量稍微比我們的太陽少,而且位於 42 光年外、約在劍魚座(Doradus)與繪架座(Pictor)的南方。

"我們在過去五年來已對 HD 40307 這顆恆星的速度進行十分精確的測量,那明白指出有三顆行星存在," Mayor 說。

這些行星的質量分別為地球質量的 4.2、6.7 與 9.4 倍,分別以 4.3、9.6以及 20.4 天的週期環繞這顆恆星。

"由這些行星所引發的攝動(perturbations)相當微小 -- 最小的行星不到這顆恆星的十萬分之一 -- 而且只有高感度的 HARPS 才有可能偵測到它們," 來自於法國 Institut d'Astrophysique de Paris 的共同作者 Francois Bouchy 說。

事實上,每個行星引起恆星的移動只有每秒數公尺。

在同樣的研討會中,這個天文學家團隊宣佈發現另二個其他行星系統,也是透過 HARPS 光譜儀。其中一個,有個超地球(7.5 倍地球質量)在 9.5 天內環繞 HD 181433 這顆恆星。這顆恆星亦為一顆類木星行星的宿主,其週期將近 3 年。另一個系統包含一個 22 倍地球質量的行星,週期為 4 天,還有一個土星般的行星,其週期也是 3 年。

"很明顯地,這些行星只是冰山一角," Mayor 說。"以 HARPS 研究過的恆星的分析顯示,所有類太陽恆星中,大約有 1/3 不是具有超地球就是具有類海王星的行星,其軌道週期都短於 50 天。"

一個在緊湊、短週期軌道中的行星的確比在寬鬆、長週期的軌道中更容易發現。

"有許多其他行星在那裡出現是十分有可能的:不僅是週期較長的超地球與類海王星行星,還很有可能是我們目前無法偵測的類地球行星。將已知的類木星行星加入,你或許很可能會做出這樣的結論:行星到處都有," Udry 下結論道。

※ 相關報導:

* The Geneva Extrasolar Planet Search Programmes
http://obswww.unige.ch/~udry/planet/planet.html

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