近日,来自美国NASA的哈勃和开普勒太空望远镜首次发现了太阳系外的第一颗月球。这颗卫星距离地球8000光年,位于天鹅座,围绕着一颗气态巨行星运行,而这颗行星又围绕着一颗名为开普勒-1625的恒星运行。不过研究人员解释,月球假说是暂时的,必须通过哈勃望远镜的后续观测得到证实。如果得到证实,这一发现将彻底改变我们对月球是如何形成的以及它们是由什么构成的认识。
据了解,科学家目前已经分析了284颗开普勒发现的行星的数据。这些行星在其主星周围的轨道相对较宽,轨道周期超过30天。研究人员在开普勒-1625b行星上发现了一个例子,这是一个具有耐人寻味异常特征的凌日信号,表明存在一个月球。由于太阳系外的卫星不能被直接成像,所以当它们经过一颗恒星时,它们的存在就会被推断出来,这颗恒星的光会瞬间变暗。这样的事件被称为凌日现象,迄今为止已经被用来探测许多被编目的系外行星。然而,系外卫星比系外行星更难被探测到,因为它们比它们的伴星要小,所以当绘制在一条光曲线上时,它们的传输信号就会变弱,这条光曲线可以测量行星穿越的持续时间和短暂变暗的时间。由于月球在绕行星运行,外行星在每次凌日时也会变换位置。
所以此次科学家注意到光线曲线出现了一些偏差和晃动,随后立即集合研究小组花了40个小时与哈勃一起进行观测,对这颗行星进行了深入的研究——也使用了凌日法——获得了关于光线倾角的更精确的数据。科学家们在这颗行星经过恒星表面的19个小时之前和期间对其进行了监测。在凌日结束后,哈勃在大约3.5小时后发现了恒星亮度的第二处下降,但幅度要小得多。这一微小的下降与一个引力约束的月亮尾随着这颗行星是一致的,不幸的是,原定的哈勃观测活动在这颗卫星完成凌日之前就结束了。
除了光线下降之外,哈勃望远镜还发现,这颗行星的运行时间比预期提前了一个多小时,为月球假说提供了有力的证据。这与一颗行星和一颗卫星围绕一个共同的重心运行是一致的,这个共同的重心会导致该行星偏离其预测位置,就像地球绕着它运行一样。研究人员指出,行星摆动可能是由系统中假设的第二颗行星(而非月球)的引力引起的。虽然开普勒还没有在这个系统中发现第二颗行星,但它可能就在那里,但用开普勒的技术是无法探测到的。
科学家们报告说,这颗系外卫星异常大,可能与海王星相当。这样大的卫星在我们的太阳系里是不存在的,这可能会对行星系统的发展产生新的见解,也可能会促使专家们重新审视围绕行星形成卫星的理论。不过这颗候选卫星的质量只有它的伴星的1.5%,而且这颗行星的质量是木星的几倍。这个质量比类似于地球和月球之间的质量比。在地月系统中,月球被认为是由岩石行星碰撞后遗留的尘埃形成的。然而,开普勒-1625b及其可能的卫星是气态的,不是岩石,因此月球可能是通过不同的过程形成的。如果这确实是一颗月球,那么它和它的主行星都位于其恒星的宜居带内,在那里温和的温度允许任何固体行星表面存在液态水。一般来说,未来对太阳系外行星的搜索,将以木星大小的行星为目标,这些行星离恒星的距离比地球离太阳的距离还要远。拥有卫星的理想候选行星是在宽轨道上运行的,运行时间长且不频繁。在这次搜索中,由于月球体积大,它是最容易被探测到的。目前,开普勒数据库中只有少数这样的行星。不过我们可以预期在未来韦伯望远镜可以看到更小的卫星。
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