中國科學家解開太陽系外行星軌道之謎

從中國科學院國家天文臺獲悉，中國科學家利用郭守敬望遠鏡(LAMOST)的觀測數(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科學委員會主任趙剛說，LAMOST能在大視場中同時觀測數(shù)千天體的光譜，是目前世界上光譜獲取能力最高的望遠鏡。LAMOST已在開普勒衛(wèi)星觀測天區(qū)得到數(shù)萬條光譜。

南京大學副教授謝基偉和北京大學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光譜對恒星基本屬性的測量結(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。“某種程度上也增強了人類尋找另一個地球和地外生命的信心。”他說。