
時間:2021-12-18 18:58:04來源:

藝術家對恒星系統開普勒9及其兩個行星的描繪。天文學家已經使用運輸計時和徑向速度方法證實了開普勒9的兩顆行星的密度非常低。NASA,噴氣推進實驗室/加利福尼亞理工學院,艾姆斯研究中心
開普勒任務及其擴展名為K2,發現了成千上萬的系外行星。它使用過境技術檢測到它們,從地球的角度看,每當軌道上的行星在其恒星表面上移動時,它就會測量光強度的下降。過境不僅可以測量軌道周期,而且通常可以根據其過境曲線的詳細深度和形狀以及宿主恒星的特性來確定系外行星的大小。但是,過渡方法不能測量行星的質量。相比之下,徑向速度法可以測量主恒星在繞行系外行星的引力作用下的擺動,因此可以測量其質量。知道行星的半徑和質量后,就可以確定其平均密度,從而了解其組成的線索。
大約15年前,CfA天文學家和其他一些天文學家意識到在具有多個行星的行星系統中,一個行星在另一行星上的周期性引力會改變其軌道參數。盡管過渡方法不能直接測量系外行星的質量,但它可以檢測到這些軌道變化,并且可以對它們進行建模以推斷質量。開普勒(Kepler)已經確定了數百個具有運輸時機變化的系外行星系統,并且已經成功建模了數十個。出人意料的是,該程序似乎發現了密度非常低的系外行星。例如,開普勒9系統似乎有兩個密度分別為每立方厘米0.42和0.31克的行星。(作為比較,巖石地球的平均密度是5.51克/立方厘米,水的定義是1.0克/立方厘米,而氣體巨人土星的平均密度是0.69克/立方厘米。)驚人的結果使人們對運輸時間變化方法的一個或多個部分產生了懷疑,并引起了長期的關注。
CfA天文學家David Charbonneau,David Latham,Mercedes Lopez-Morales和David Phillips及其同事通過使用徑向速度方法測量開普勒9行星的密度來測試該方法的可靠性,其中兩個類似土星的行星在其中一小群系外行星,其質量可以用任何一種技術測量(甚至勉強可以測量)。他們在十六個觀測時期使用了位于拉帕爾瑪的Telescopio Nazionale Galileo上的HARPS-N光譜儀; HARPS-N通常可以測量速度變化,誤差小至每小時約20英里。他們的結果證實了通過傳遞時序方法獲得的極低密度,并驗證了傳遞變異方法的功效。
出版物:“ HARPS-N徑向速度證實了開普勒9號行星的低密度,L。Borsato,L。Malavolta,G。Piotto,LA Buchhave,A。Mortier,K。Rice,AC Cameron,A。Coffinet,A。Sozzetti D.Charbonneau,R.Cosentino,X.Dumusque,P.Figueira,DW Latham,M.Lopez-Morales,M.Mayor,G.Micela,E.Molinari,F.Pepe,D.Phillips,E.Poretti, S.Udry和C.Watson,MNRAS484,3233,2019。
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