中國科學(xué)家解開太陽系外行星軌道之謎

從中國科學(xué)院國家天文臺(tái)獲悉，中國科學(xué)家利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了太陽系外行星軌道分布規(guī)律。

行星通常是指自身不發(fā)光、環(huán)繞恒星的天體，地球是太陽系內(nèi)的行星。行星是生命和文明的“搖籃”，承載著人類揭開生命起源和尋找地外文明的希望。以1995年天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)第一顆太陽系外行星51Pegb為始，系外行星研究拉開序幕。

截至目前，人類發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)的系外行星超過3500顆，其中大部分是近幾年由美國開普勒(Kepler)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的。不過，開普勒衛(wèi)星所獲數(shù)據(jù)具有局限性，無法直接測(cè)量行星軌道的形狀，即偏心率。偏心率取值在0到1之間，值越大則軌道越偏離圓形。人們已發(fā)現(xiàn)的上百顆系外行星軌道多數(shù)軌道平均偏心率達(dá)0.3，與太陽系八大行星的偏心率(平均值0.06)迥然不同。

LAMOST科學(xué)委員會(huì)主任趙剛說，LAMOST能在大視場(chǎng)中同時(shí)觀測(cè)數(shù)千天體的光譜，是目前世界上光譜獲取能力最高的望遠(yuǎn)鏡。LAMOST已在開普勒衛(wèi)星觀測(cè)天區(qū)得到數(shù)萬條光譜。

南京大學(xué)副教授謝基偉和北京大學(xué)研究員東蘇勃比較這些光譜與其他高精度方法，他們發(fā)現(xiàn)，LAMOST光譜對(duì)恒星基本屬性的測(cè)量結(jié)果非常可靠，可以用其來解開太陽系外行星軌道偏心率的難題。

他們分析了近700顆具有LAMOST宿主恒星參數(shù)的開普勒行星樣本，結(jié)合LAMOST的光譜數(shù)據(jù)和開普勒衛(wèi)星觀測(cè)到的凌星光變曲線，得到這些行星的軌道偏心率和傾角的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。

“約八成的行星軌道都如同太陽系，軌道為近圓形，平均偏心率小于0.1。只有兩成左右的行星偏心率較大，平均值大于0.3，顯著偏離了圓軌道。”謝基偉說，這意味著行星形成的“主旋律”是溫和的，造成高偏心率軌道的劇烈行星軌道演化過程只是“少數(shù)派”。

謝基偉說，這個(gè)謎底還表示從軌道形狀角度看，太陽系在宇宙中具有代表性。“某種程度上也增強(qiáng)了人類尋找另一個(gè)地球和地外生命的信心。”他說。