多行星恒星系统

■齐郁

多行星恒星系统

■齐郁

开普勒计划近期发现了太阳系外首批类地行星——开普勒20e和开普勒20f，它们以一颗类似于太阳的恒星为中心做轨道运转。这两颗行星处在所谓的“宜居带”上，因为距离恒星位置非常近，星球表面有液态水存在。开普勒20f是已知跟地球体形相似的最近的行星。但就目前所知，其20天的轨道周期和427℃的表面温度并不适合生命的存在。

在 2012年1月26日，美国航空航天局报告了开普勒任务搜寻系外行星的最新成绩：多行星恒星系统一口气多了11个，并确认了多达26颗行星！不但一举将银河系中的行星数量提高了2倍，同时也把有着多行星环绕的恒星系统的数量增加了3倍。这些有关恒星—行星系统的数据对了解行星如何形成将大有帮助。

综观这次公布的资料，这些行星半径大小的范围很广，从只有地球的1.5倍到比木星还大，而大小中等、半径介于地球和海王星之间的一共15颗，它们绕行恒星的公转周期从6天～143天都有。大家都想知道的是：它们的质地成分如何？它们是否像地球一样有岩质表面？或是它们像海王星一样，有厚厚的大气层？这些都需要日后进一步确认。不过，它们全部都是距离母恒星很近的系外行星，这一距离比金星与太阳间的距离更近。

这批刚获确认的新的恒星—行星系统，每个都拥有2个～5个凌星行星，也就是所谓的多行星恒星系统，它们的行星排列得极为密集。在排列紧密的多行星系统中，行星之间的引力会使它们的公转速度有的加快、有的减慢，使得每一颗行星的公转周期都产生变化。这种所谓“凌日时间变化”的效应，开普勒卫星可以测量得到。

在这批发现中，最引人注目的莫过于开普勒33，它是一颗比太阳更老、质量更大的恒星。它以拥有最多的行星数量拔得头筹：一共有5颗行星，体积大小从地球的1.5倍～5倍都有，而且每颗行星都距离它很近，都没有超过水星和太阳之间的距离。

凭嗅觉和运气是找不到行星的，我们必须依靠恒星提供的一些特质才行，这包括恒星亮度减低多少、行星凌星的时间多长或多短。把这些数据综合起来，就构成了一个可以辨识出行星候选人的迹象。

这个“复数验证”的概念，是由美国航空航天局AMES研究中心的研究员杰克提出的，他还以开普勒33为研究对象，对此推论进行了验证。在这次公布的结果中发现，这个验证法的整体可靠度相当高，对于加快确认行星的验证速度，可能大有帮助。杰克在论文中说：“到目前为止，被开普勒任务发现并归类为‘可能是多行星系统’，但尚待证实的那些行星候选人中，应该多数都是真的行星！”