克卜勒-10c

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Kepler-10c
太陽系外行星 太陽系外行星列表
Kepler-10 star system.jpg
畫家筆下的克卜勒10c(前景)和克卜勒10(背景)想像圖。
母恆星
母恆星 克卜勒-10[1]
星座 天龍座
赤經 (α) 19h 02m 43s[1]
赤緯 (δ) +50° 14′ 29″[1]
距離 564 ± 88 ly (173 ± 27[1] pc)
光譜類型 G
軌道參數
半长轴 (a) 0.2407 +0.0044
−0.0053
[2] AU
公轉週期 (P) 45.29485 +0.00065
−0.00076
[2] d
軌道傾角 (i) 89.65 +0.09
−0.12
[2]°
凌日时间 (Tt) 245971.6761 +0.002
−0.0023
[2] JD
物理性质
质量 (m) 17.2±1.9[3] M
半徑 (r) 2.35+0.09
−0.04
[3] R
表面重力 (g) ~30[3] m/s²
溫度 (T) 485 K
發現
發現時間 2011年5月23日公布[4]
發現者
發現方法 凌日法克卜勒太空望遠鏡[4]
發表論文 公布[4]

克卜勒-10cKepler-10c)是環繞黃矮星克卜勒-10[5]太陽系外行星,距離地球約560光年,位於天龍座克卜勒太空望遠鏡團隊於2011年5月宣布發現該行星,雖然同年1月开普勒-10b被發現時它已被列為行星候選者。該團隊之後使用來自史匹哲太空望遠鏡的資料以Blender技術排除了大多數的假陽性訊號。克卜勒-10c是在克卜勒-9d克卜勒11g英语Kepler-11g之後第三個以統計學方式確認存在的系外行星(基於機率,而非實際觀察)。克卜勒科學團隊認為發現克卜勒-10c的統計方式將是確認克卜勒太空望遠鏡視野內多個行星候選者所必須的[5]

克卜勒-10c環繞母恆星的公轉週期為45日,和母恆星的距離為日地距離的四分之一。該行星的半徑超過地球2倍,但密度更高,因此直到2014年6月時它是已知體積最大與質量最高的類地行星[5][6][3]

發現與確認[编辑]

2011年1月,天文學家以凌日法發現距離母恆星克卜勒10相當近的系外行星克卜勒10b,並以量測行星徑向速度對母恆星光譜的影響程度確認它確實存在[5]。此外,在克卜勒10的光譜中發現了另一個週期較長的光變曲線,這代表有第二顆行星存在於這個行星系中。然而,也有其他可能原因產生與凌日現象類似的訊號,也就是所謂的假陽性訊號[5]。當時天文學家試圖量測這個現在編號為KOI-072.02的天體產生的徑向速度影響,但失敗了;因此克卜勒團隊使用了Blender技術以排除假陽性訊號[5]

克卜勒團隊的天文學家使用史匹哲太空望遠鏡紅外陣列相機(IRAC)於2010年8月30到11月15日的資料進行Blender技術處理,以進一步確認克卜勒10的光變曲線中是否有KOI-072.02的凌星現象。天文學家發現該天體凌星時沒有顏色變化,在某方面這是代表天體為恆星的特性。但是更進一步分析則顯示它是行星[5]。此外,IRAC 的資料中並未發現凌星時恆星的紅外線光變曲線和可見光曲線有所不同。如果該天體是恆星,它通過克卜勒10與觀測者之間時也許在可見光部分光變曲線會類似,但在紅外線部分則會有所不同[7]

天文學家使用WIYN天文台英语WIYN Observatory的口徑3.5米望遠鏡於2010年6月18日對克卜勒10以散斑成像英语Speckle imaging的方式進行觀測;此外,還使用了帕洛马山天文台口徑5米望遠鏡搭配自适应光学功能的 PHARO 照相機進行觀測。這些觀測資料和凱克天文台對克卜勒10的光譜觀測資料結合分析後,排除了附近恆星干擾克卜勒10的光譜可能性,這也因此讓天文學家相信在克卜勒10的周圍有另一顆行星存在。所有非行星造成克卜勒10光譜變化的可能性除了有顆恆星正好在克卜勒10的正前或正後方以外都被排除。光憑這一點,克卜勒團隊發現如果一顆行星正好位於克卜勒10和地球之間,這樣的恆星可能並非巨大恆星[5]

另一顆行星存在的可能性更大之後,克卜勒團隊以Blender技術建立的模型與克卜勒太空望遠鏡觀測的測光英语Photometry (astronomy)資料進行比較。該技術讓克卜勒團隊可以排除第二顆行星存在以外的可能性,其中包含最可能的另一種假設,即三重星系統。接著,克卜勒團隊得以確認,即使所有模型顯示多層次的三重星(一個聯星系統位於單一恆星和雙星系統之間)系統可以使克卜勒10產生類似第二顆行星存在的光變曲線,先前的觀測也應該要發現模型中預測的其他恆星。排除了多層次三重星系統後,僅剩的可能性就是來自背景星的干涉或有一顆行星從克卜勒10的盤面前方通過[5]

天文學家將KOI-072.02和克卜勒太空望遠鏡視野中其餘1235個KOI目錄(Kepler Object of Interest)的天體比較後,得以利用模式確認KOI-072.02有極高的可信度是行星。之後KOI-072.02編號更改為克卜勒10c[5]。這項發現於2011年5月23日美國天文學會在波士頓的會議上公布[4]

克卜勒10c是克卜勒太空望遠鏡的目標中,首個以史匹哲太空望遠鏡資料分析母恆星光變曲線中行星被恆星遮蔽造成光度下降較低的二次凌而被觀測到的。在克卜勒10c被發現時,史匹哲太空望遠鏡的資料是唯一能偵測到系外行星二次凌,並且相關資料可以有意義地被分析的。該行星也是在克卜勒-9d克卜勒11g英语Kepler-11g之後,第三個凌日行星中透過資料統計,而非實際觀測確認存在的[5]。在確認克卜勒10c存在的論文中,克卜勒團隊討論在克卜勒太空望遠鏡觀測視野中,有多少部分的天體可使用前述統計方式確認是行星[7]

母恆星[编辑]

克卜勒10是一顆光譜型G型恆星,距離地球約173秒差距(564光年)。該恆星質量是0.895倍太陽質量,尺寸為1.056倍太陽半徑;它的表面有效溫度是稍低於太陽的5627 K。它是富含金屬的年老恆星,其金屬量是[Fe/H] = -0.16(鐵含量為太陽的71%),年齡約119億年[2]。克卜勒10的視星等為10.96,無法以肉眼觀測[2]

克卜勒10周圍已知有兩顆系外行星,第一顆發現的克卜勒10b為岩石質行星[5],公轉週期0.8日,距離母恆星0.01684天文單位[1]

行星狀態[编辑]

克卜勒10c是環繞克卜勒10的第2顆被發現行星,軌道週期45.29485日,與母恆星距離0.2407天文單位,或日地平均距離的24%。它的半徑是木星的0.2倍或地球半徑的2.235倍。在正式確認之前,天文學家並無法有效地測定克卜勒10c的質量,只能推測其質量上限是木星質量的6%或地球質量的20倍[1]。它的表面平衡溫度是485 K,幾乎是木星表面的4倍。克卜勒10c的軌道傾角為89.65º,代表它的軌道面幾乎是側向面對地球和克卜勒10。天文學家並已觀測到克卜勒10c經過母恆星和地球之間時的凌星現象[1]

克卜勒10c的較精確推測質量是地球的15到19倍,並且因為它的半徑約為地球的2.35倍(誤差範圍在2.31到2.44之間,因此體積在地球的12到15倍之間),因此其密度高於地球(6到8 g cm-3)。直到2014年6月,克卜勒10c是已知質量最高,體積最大的類地行星[6][3]。任職於哈佛-史密松天体物理中心的天文學家薩維爾·杜穆斯克(Xavier Dumusque)表示,他相當驚訝發現了克卜勒10c這顆「巨無霸地球」(mega-Earth)[8]。任職於相同機構的天文學家,哈佛生命起源小組的主任迪米塔爾·薩塞羅夫更稱克卜勒10c是「哥吉拉類地行星」(Godzilla of Earths)[8]

克卜勒-10c的行星系[4]
成員
(依恆星距離)
質量 半長軸
(AU)
軌道週期
()
離心率 傾角 半徑
b 3.33±0.49 M 0.01684 0.837495 0 84.8+3.2
−3.9
°
1.47+0.03
−0.02
 R
c 17.2±1.9 M 0.2410 45.29485 0 89.59+0.25
−0.43
°
2.35+0.09
−0.04
 R

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Kepler Discoveries. Ames Research Center. NASA. 2011 [17 June 2011]. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Jean Schneider. Notes for planet Kepler-10 c. Extrasolar Planets Encyclopaedia. 2011 [17 June 2011]. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 The Kepler-10 planetary system revisited by HARPS-N: A hot rocky world and a solid Neptune-mass planet, Xavier Dumusque, Aldo S. Bonomo, Raphaelle D. Haywood, Luca Malavolta, Damien Segransan, Lars A. Buchhave, Andrew Collier Cameron, David W. Latham, Emilio Molinari, Francesco Pepe, Stephane Udry, David Charbonneau, Rosario Cosentino, Courtney D. Dressing, Pedro Figueira, Aldo F. M. Fiorenzano, Sara Gettel, Avet Harutyunyan, Keith Horne, Mercedes Lopez-Morales, Christophe Lovis, Michel Mayor, Giusi Micela, Fatemeh Motalebi, Valerio Nascimbeni, David F. Phillips, Giampaolo Piotto, Don Pollacco, Didier Queloz, Ken Rice, Dimitar Sasselov, Alessandro Sozzetti, Andrew Szentgyorgyi, Chris Watson, (Submitted on 30 May 2014)
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Kepler-10c and a New Method to Validate Planets. Ames Research Center英语Ames Research Center. NASA. 2011 [17 June 2011]. 
  5. ^ 5.00 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 5.11 Fressin, F.; et al.. Kepler-10c, a 2.2 Earth Radius Transiting Planet in a Multiple System. arXiv:1105.4647 [astro-ph.EP]. 2011. 
  6. ^ 6.0 6.1 Clavin, Whitney. Astronomers Confounded By Massive Rocky World. NASA. June 2, 2014 [June 3, 2014]. 
  7. ^ 7.0 7.1 Planet? Check.. Jet Propulsion Laboratory. California Institute of Technology/NASA. 2011 [17 June 2011]. 
  8. ^ 8.0 8.1 Astronomers Find a New Type of Planet: The "Mega-Earth". Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Harvard University/Smithsonian Institution. 2014 [8 June 2014]. 
天球赤道座標星图 19h 02m 43s,+50°14′29″