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開普勒47c

天球赤道座標：星圖 19h 41m 11.5s, +46° 55′ 12″
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開普勒-47c
藝術家對開普勒-47系統的印象，和與太陽系內行星及其各自的適居帶的比較（按比例調整）。
發現
發現者開普勒太空望遠鏡
發現日期August 3, 2012年8月3日[1]
凌日法（開普勒太空望遠鏡）
軌道參數
半長軸1.79 (± 0.015)[2] AU
離心率<1.5[2]
軌道週期300.137 (± 0.072)[2] d
軌道傾角152.855 (± 0.010)[2]
物理特徵
平均半徑4.92 (± 0.20)[2] R🜨
質量23.17 (± 1.97)[3] M🜨
平均密度1.29+0.32
−0.25 g cm−3
表面重力1.09+0.2
−0.18 g
溫度245 K（−28 °C；−19 °F）

開普勒-47c（也稱為開普勒-47(AB)-c和通過其開普勒感興趣對象的名稱「KOI-3154.02」）是美國太空總署的開普勒號發現，繞行聯星系統開普勒47的三顆行星中最外層的一顆系外行星。該系統還有另外兩顆系外行星，距離地球約3,400光年（1,060秒差距)。

特點

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質量、半徑和溫度

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開普勒-47c是與天王星和海王星質量和半徑接近的系外行星，是一顆氣態巨行星[4]。它的表面溫度為245 K（−28 °C；−19 °F）[5]。這顆行星的半徑為4.62R🜨，沒有固體表面[6]。它的質量為23M🜨，可能有稠密的水蒸氣大氣層[來源請求]。

主恆星

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主條目：開普勒47

該行星在環聯星軌道中圍繞一顆（G-型）和（M-型）聯星系統運行。這兩顆恆星大約每7.45天互繞一周[2]。這兩顆恆星的質量分別為1.04M☉和0.35M☉，半徑分別為0.96和0.35R☉[2][1]。它們的溫度分別為5636 K和3357 K[2][1]。根據這些恆星特徵，該系統的年齡估計可能為40-50億年。相較之下，太陽大約有46億年的歷史[7]，和5778 K的表面溫度[8]。主星有點缺乏金屬，金屬量（[Fe/H]）為-0.25，相當於太陽總量的56%[1]。這兩顆恆星的光度分別為太陽的84%和1%（L☉）[2][1]。

該系統的視星等，或從地球的角度來看它的亮度約為15.8等。因此，它太暗了，肉眼看不見。

軌道

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開普勒-47c繞行其母恆星的週期為303日，距離為0.99AU （幾乎與地球繞太陽軌道運行的距離相同，即約為1天文單位）[9]。這顆行星接收的太陽光量約為地球的87.3%[5]。與大多數環聯星不同，開普勒-47c自形成以來似乎沒有經歷過重大的遷移[10]。

適居性

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藝術家對開普勒-47系統的印象。
參見：聯星系統的適居性

開普勒-47c位於母恆星的環聯星的適居帶中。這顆系外行星的半徑為4.63R🜨，這太大了，因此不可能是岩石行星，所以這顆行星本身可能不適合居住。假設它有足夠大的衛星，有足夠的大氣層和壓力，可能能夠支持液態水和潛在的生命[4]。

對於穩定的軌道，月球的軌道週期之間的比率Ps必須是1/9。例如，如果一顆行星繞其恆星運行需要90天，那麼該行星的衛星最大穩定軌道不到10天[11][12]。模擬顯示軌道週期小於約45至60天的衛星將安全地與一顆大質量的巨行星或棕矮星結合，該行星繞着距離類太陽恆星1AU的軌道運行[13]。在開普勒-47c的情況下，這實際上與擁有穩定軌道是一樣的。

潮汐效應也可以使衛星維持板塊構造，這將導致火山活動來調節衛星的溫度[14][15]，並產生地球動力學效應，這將給衛星一個強大的磁場[16]。

為了在大約46億年（地球的年齡）內支持類似地球的大氣層，衛星必須具有類似火星的密度，質量至少為0.07M🜨[17]。減少濺射損失的一種方法是讓衛星有一個強大的磁場，可以偏轉恆星風和輻射帶。美國太空總署的伽利略號量測表明，大衛星可能有磁場；它發現木星的衛星蓋尼米德有自己的磁層，儘管它的質量只有0.025M🜨[13]。

最小穩定的恆星與環繞聯星的行星間隔約為聯星間隔的2-4倍，或軌道週期約為聯星週期的3-8倍。在所有「開普勒」環聯星系統（例如開普勒16b、開普勒451b等）中，最內側的行星都被發現圍繞着這個半徑運行。這些行星的半長軸位於這個臨界半徑的1.09到1.46倍之間。原因可能是遷移在臨界半徑附近可能會變得效率低下，使行星剛好在這個半徑之外[18]。開普勒-47c位於這一臨界極限之外，因此其軌道極有可能在數十億年內保持穩定。

發現

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開普勒-47c和開普勒-47b是由美國太空總署和以色列的特拉維夫大學的科學家使用「開普勒」太空望遠鏡首次發現的[19]。此外，德克薩斯大學奧斯汀分校麥克唐納天文台的天文學家團隊還確定了這兩個天體的行星特徵[6]。這兩顆行星都是在凌日母恆星後發現的，它們似乎都沿着同一平面運行[19]。

意義

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在發現開普勒-47c之前，人們認為擁有多顆行星的聯星不可能存在。人們認為，母恆星引起的引力問題會導致任何環聯星的行星相互碰撞，可能與母恆星之一碰撞，或被拋出軌道[9]。然而，這一發現表明，聯星周圍可以形成多顆行星，即使在它們的適居帶內也是如此[9]；雖然開普勒-47c很可能無法孕育生命，但它可能有可居住的衛星，其它可能支持生命的行星也可能圍繞開普勒-47等聯星系統運行[4]。

相關條目

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參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Orosz, Jerome A.; Welsh, William F.; Carter, Joshua A.; et al. Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multi-Planet System. Science. 2012, 337 (6101): 1511–4. Bibcode:2012Sci...337.1511O. PMID 22933522. S2CID 44970411. arXiv:1208.5489v1 可免費查閱. doi:10.1126/science.1228380. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Kepler-47 c. NASA Exoplanet Archive. [July 17, 2016]. （原始內容存檔於2023-05-28）. 
  3. ^ Kepler-47. Exoplanets Data Explorer. [July 11, 2016]. （原始內容存檔於2023-10-31）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Choi, Charles Q. Newfound 'Tatooine' Alien Planet Bodes Well for E.T. Search. Space.com. September 4, 2012 [January 5, 2013]. （原始內容存檔於2023-06-05）. 
  5. ^ 5.0 5.1 Orbit Kepler 47 (AB). hpcf.upr.edu. [6 April 2023]. （原始內容存檔於2023-05-28）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Astronomers Find First Multi-Planet System Around a Binary Star. SpaceDaily. September 3, 2012 [January 5, 2013]. （原始內容存檔於2022-10-18）. 
  7. ^ Cain, Fraser. How Old is the Sun?. Universe Today. 16 September 2008 [19 February 2011]. （原始內容存檔於2010-08-18）. 
  8. ^ Cain, Fraser. Temperature of the Sun. Universe Today. September 15, 2008 [19 February 2011]. （原始內容存檔於2010-08-29）. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Tatooine-like double-star systems can host planets. BBC. August 29, 2012 [January 5, 2013]. （原始內容存檔於2023-04-25）. 
  10. ^ Lines, S.; Leinhardt, Z. M.; Paardekooper, S.; Baruteau, C.; Thebault, P., Forming Circumbinary Planets: N -Body Simulations of Kepler-34, The Astrophysical Journal, 2014, 782 (1): L11, Bibcode:2014ApJ...782L..11L, S2CID 119214559, arXiv:1402.0509 可免費查閱, doi:10.1088/2041-8205/782/1/L11 
  11. ^ Kipping, David. Transit timing effects due to an exomoon. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2009, 392 (1): 181–189. Bibcode:2009MNRAS.392..181K. S2CID 14754293. arXiv:0810.2243 可免費查閱. doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13999.x. 
  12. ^ Heller, R. Exomoon habitability constrained by energy flux and orbital stability. Astronomy & Astrophysics. 2012, 545: L8. Bibcode:2012A&A...545L...8H. ISSN 0004-6361. S2CID 118458061. arXiv:1209.0050 可免費查閱. doi:10.1051/0004-6361/201220003. 
  13. ^ 13.0 13.1 LePage, Andrew J. Habitable Moons. Sky & Telescope. August 1, 2006 [2024-02-06]. （原始內容存檔於2023-03-05）. 
  14. ^ Glatzmaier, Gary A. How Volcanoes Work – Volcano Climate Effects. [29 February 2012]. （原始內容存檔於23 April 2011）. 
  15. ^ Solar System Exploration: Io. Solar System Exploration. NASA. [29 February 2012]. （原始內容存檔於16 December 2003）. 
  16. ^ Nave, R. Magnetic Field of the Earth. [29 February 2012]. （原始內容存檔於2012-03-11）. 
  17. ^ In Search Of Habitable Moons. Pennsylvania State University. [2011-07-11]. （原始內容存檔於2019-06-01）. 
  18. ^ Welsh, William F.; Orosz, Jerome A.; Carter, Joshua A.; Fabrycky, Daniel C. Recent Kepler Results On Circumbinary Planets. Proceedings of the International Astronomical Union. 2014, 8 (S293): 125–132. Bibcode:2014IAUS..293..125W. ISSN 1743-9213. arXiv:1308.6328 可免費查閱. doi:10.1017/S1743921313012684 可免費查閱. 
  19. ^ 19.0 19.1 Shamah, David. New worlds discovered, courtesy of US-Israel team. The Times of Israel. August 30, 2012 [January 5, 2013]. （原始內容存檔於2012-10-31）. 


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