romeror75

作者 網路天文館

美國航太總署（NASA）克卜勒任務（Kepler）首度發現一顆環繞雙星公轉的行星（circumbinary planet），這個發現使得欣賞雙落日不再是星際大戰（Star Wars）電影的科幻情節，而是個科學事實。

　　先前研究就已經暗示可能有環雙星的系外行星存在，但一直無法清楚證明，這個問題已懸宕了10幾年。克卜勒任務是經由凌日法（transit）偵測到這顆行星的存在，亦即當它經過所環繞的恆星前方時，會使恆星亮度稍微下降的現象。

　　這顆編號為Kepler-16b的系外行星，距離地球約200光年遠；體積相當於土星，或許是由一半氣體、一半岩石所組成；繞兩星公轉一週約229天，類似金星繞太陽公轉一圈的天數，但與星際大戰中的塔圖因（Tatooine，天行者路克出生的行星）不同的是：由於母恆星們都是表面溫度不高、輻射不強的矮星，所以Kepler-16b也是顆溫度不高的行星，表面的水可能都在冰的狀態，不適合生命居住。不過這顆行星的發現，至少證明了我們銀河系中有各式各樣的行星系統，不見得都和太陽系相同。克卜勒任務首席研究員William Borucki表示：由於我們銀河系中的恆星大多是雙星系統或聚星系統的成員之一，這個發現也顯示生命可存在的區域範圍比先前所認為得更廣泛。

　　由SETI研究所Laurance Doyle領軍的研究團隊，經由克卜勒太空望遠鏡15萬顆恆星的亮度變化觀測資料搜尋系外行星。科學家在這批資料中發現Kepler-16系統有顆新行星，而Kepler-16本身又是食雙星系統，兩星互繞一週約41天，兩子星都比太陽稍小，其中A子星僅有太陽質量的69%，為K型矮星，表面溫度約4400K左右；另一顆B更僅有太陽質量的20%而已，是顆紅矮星，表面溫度當然也比我們的太陽低得多。當比較小的B部分遮蔽到較大的A時，會發生主食（primary

eclipse），而A部分遮蔽或完全遮蔽這個較小的B子星時，亮度下降的比較少，是所謂的「次食（secondary eclipse）」。

　　然而當他們再仔細觀測這個系統的亮度變化狀況時，發現在主食和次食之外，還有其他的亮度下降現象，顯示應有第3個天體存在。這些被稱為「三食（tertiary eclipse）」和「四食（quaternary eclipse）」的亮度變化，時間間隔並不規則，意味著每次第3個天體通過這對雙星中任一顆恆星前方時，彼此的相對軌道位置都不太相同。這顯示第3個天體是以很寬的軌道同時環繞這對雙星公轉，而非單僅環繞其中一顆子星公轉。

　　從第3個天體的重力拖曳（gravitational tug）對恆星們造成的掩食時間變化，科學家可估算出第3個天體的質量大小，結果發現其重力拖曳非常微弱，所以第3個天體的質量必定不大。

　　天文學家絕大部分對恆星質量大小的認知都來自這種食雙星系統，而從凌日事件中又可得知行星的體積大小。讓Doyle等人最狂喜的發現，就是Kepler-16在一個恆星系統中，同時結合了這兩種狀況，這讓Kepler-16b成為有史以來質量測得最精準的系外行星之一，這些天文學家們得以好好認識這個特異的行星系統。

資料來源：NASA’s Kepler Mission Discovers a World Orbiting Two Stars [09.15.11]

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