《自然》：40光年外发现类地行星

顾汉现

《自然》：40光年外发现类地行星


发布时间：2009-12-25 10:39:12


《自然》：40光年外发现类地行星





天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”。





天文学家认为这颗行星与此前在太阳系外发现的任何系外行星相比更接近地球。

据英国《每日邮报》报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，体积是地球的6倍。据信，这颗行星75%的表面区域被水覆盖，但由于温度太高，它无法支持地球生命存在。有证据显示，这个“水世界”同样拥有大气层。天文学家认为这颗行星与此前在太阳系外发现的任何系外行星相比更接近地球。

这颗有水行星被归入“超级地球”行列，体积在地球等体积较小多岩行星和天王星、海王星等冰巨星之间。虽然它的母星是一颗昏暗的红矮星，亮度只有太阳的三千分之一，但由于二者之间距离太近，这颗有水行星的表面温度高达200摄氏度。有水行星与母星之间的距离仅为130万英里(约合209万公里)，绕母星轨道运行一周只需要38小时。

这颗绕红矮星GJ1214运行的行星是一个小型地面望远镜阵列发现的，所使用的望远镜并不比很多业余爱好者的大。MEarth Project计划利用8架同样的直径16英寸(约合40厘米)望远镜监视2000颗红矮星。红矮星是银河系最常见的恒星类型。望远镜通过观测红矮星亮度变化，证明一颗行星在其前方穿过。由于太过昏暗，红矮星本身也提高了这种方式发现行星的可能性。

通过测算行星穿过导致的亮度降低，科学家能够计算出一颗行星的密度并对其成分进行有根据的猜测。新发现的行星被命名为“GJ1214b”，据信表面四分之三区域被水和冰覆盖，留给岩石的区域只有四分之一左右。

哈佛-史密森尼中心研究生、天文学家查克里·伯塔发现了这颗有水行星。他表示：“尽管温度很高，但它仍旧是一个有水世界。与其它任何已知系外行星相比，这颗行星体积更小，温度更低并且与地球更为接近。”

科学家认为除了GJ1214b地表之外，一些东西一定阻隔来自母星的光线，它的周围可能是一个由氢和氦构成的大气层。借助于哈勃太空望远镜，天文学家可能确定这颗行星的成分。MEarth Project负责人大卫·查博内欧表示：“由于这颗行星与地球非常接近，‘哈勃’应该可以对大气层进行探测并确定其构成。幸运的话，它将成为第一个拥有已证实大气层的超级地球，虽然这个大气层可能对我们已知的生命并不友好。”

09-12月16日出版的《自然》杂志报道了这一发现。在刊登于《自然》的一篇文章中，著名行星猎人、美国加利福尼亚州大学杰弗里·马西教授对这个水世界可能呈现的景象进行了猜测。他写道：“它可能拥有深度极高的海洋，应该呈液态。由于母星赋予的热量，其表面温度达到190摄氏度左右。此外，一个类似桑拿浴的蒸汽大气层也可能存在。” http://www.nature.com/nature/jou ... bs/nature08679.html

顾汉现

观测到130亿光年外迄今最遥远天体


发布时间：2009-11-3 10:59:37


观测到130亿光年外迄今最遥远天体






据美国太空网报道，今年早些时候，一颗130亿年前爆炸的恒星发出的光被探测到，成为在宇宙空间观测到的最遥远的天体。该天体大约形成于宇宙大爆炸后的6.3亿年，是迄今人类观测到的距离地球最遥远的天体。

迄今最遥远的天体

此次观测到的最遥远天体其实是一种伽玛射线暴。美国宇航局“雨燕”(Swift)观测卫星最早于2009年4月23日观测到这一伽玛暴，该伽玛暴也因此被命名为“GRB 090423”。通常认为，当超大质量恒星崩塌形成恒星大小的黑洞时，就会发出超能伽玛射线暴。据了解，伽马射线暴是宇宙中一种伽马射线突然增强的现象。伽马射线是波长小于0.1纳米的电磁波，是比X射线能量还高的一种辐射，它的能量非常高，能够消灭临近星体上的任何生命。在离地球6000光年范围内的任何伽马射线暴都能够摧毁臭氧层，从而破坏地球。

数小时之后，全世界的望远镜都对准了这一伽玛射线暴，这也是宇宙空间中最猛烈的爆炸。天文学家对该伽玛暴的红外线余辉进行研究，来确定其来源和地点。两个研究团队，一个借助设在智利的欧洲南方天文台的8.2米望远镜，另一个借助设在西班牙的意大利国家伽利略望远镜，精确观测出这一伽玛射线暴的距离，距地球超过130亿光年。此前距地球最远天体的记录为GRB 080913所保持，为128亿光年。

130亿光年的距离，意味着地球上看到的恒星爆炸，实际发生在130亿年前。根据宇宙诞生的“大爆炸”理论，宇宙诞生于约137亿年前。也就是说，这颗恒星可能伴随宇宙诞生后6.3亿年就“死亡”，变成了一个黑洞，并爆发出猛烈的伽玛射线暴。

天文学家依据红移原理来计算恒星爆炸和地球间的距离。爆炸发出的波在宇宙中运动时能量会衰减，其频谱向红光方向，也就是频率更低、波长更长的低能量波方向移动，红移越大，光源的距离就越远。此前天文学家观测到的最远的宇宙伽马射线源红移值约为4.5。迄今为止，已知宇宙中最远的一个类星体的红移值约为6.4。地面天文学家在得到“雨燕”发出的数据后，再通过欧洲南方天文台观测恒星爆炸的红外线余辉。他们计算出这次爆炸的红移值是6.29，爆炸发生在距地球130亿光年处。

“振奋人心”的发现

近些年，天文学家对更为遥远的伽玛射线暴、星系和类星体进行探测，更为接近于宇宙诞生首批恒星和星系的最初期。英国莱斯特大学的尼亚尔-坦维尔说，因此能探测到宇宙最初期的恒星爆炸只是个时间问题。尼亚尔-坦维尔在欧洲南方天文台研究团队工作。

尼亚尔-坦维尔说，“我们在几年内都在对类似的伽玛射线暴进行探寻，我们期待某一天运气来临。但是最终发现如此遥远的天体，还是令我们兴奋异常。”天文学家希望，观测到这一伽玛射线暴以及其他遥远的伽马射线暴有助于了解所谓的“宇宙大黑暗时代”。在“宇宙大黑暗时代”最初的恒星和星系还未形成。

国家射电天文台的戴尔-弗雷尔说，“这一爆炸为我们观测了解正在经历剧烈变化的宇宙幼年期提供了很好的机会。最初形成的恒星和星系发出的光穿破了宇宙早期的黑暗。发出这一伽玛射线暴的爆炸恒星属于宇宙最早期的恒星。”

宇宙大黑暗时代

大爆炸之后，宇宙在不断膨胀的同时也迅速冷却。40多万年后，自由的电子和质子(分别是负电荷和正电荷)结合形成了中性原子核，使整个宇宙被一种“背景辐射”所覆盖，而今天我们能够通过其电磁波频谱中的微波部分(所谓“宇宙微波背景”)探测到背景辐射的存在。

宇宙一直保持电中性状态，直到出现最初的星体和星系。星体中的量子将电子从原子核中击出，进而“再电离”整个宇宙。但是探测到当时最遥远的星系和类星体是非常困难的，因此天文学家希望类似于GRB 090423的遥远伽码射线爆炸能够提供“再电离”时代的信息。当然，如果想对宇宙大黑暗时代进行精确解读的话，可能还需要发现和研究更多的伽码射线爆炸。

目前，我们对如此远古时代还知之甚少。所以，即使是单独的探测发现也会为我们描绘早期宇宙模型提供限定条件和有益信息。意大利国家天体物理学院科学家、伽利略国家天文台研究小组成员鲁本-萨尔瓦特拉对美国太空网说：“但是坦白说，假如我们想了解那个特定宇宙历史时期的情况，决定性的步骤需要收集更多类似的大规模遥远伽码射线爆炸的样本。”

当被问及此项最遥远记录会保持多久时，坦维尔回答说：“根据以往经验，可能会需要几年的时间来打破该记录。但是即便明天就打破，我也丝毫不会感到吃惊。”他还表示希望下一个创纪录者会是另一个伽码射线爆炸。两个小组的研究成果均发表于10月29日的《自然》杂志。