第135章 HD 10180_可觀測Universe_笔趣阁阅读小说网 

第135章 HD 10180(1 / 2)

hd(恒星)

·描述:一個擁有豐富行星係統的恒星

·身份:一顆類似太陽的g型主序星,距離地球約130光年

·關鍵事實:其周圍已確認存在至少7顆係外行星,是當時已知擁有行星數量最多的係統之一。

hd:130光年外的“行星寶庫”第一篇幅·初遇星族)

智利拉西拉天文台的午夜,寒風卷著安第斯山脈的碎石敲打穹頂。我蜷在控製台前,眼睛熬得通紅,盯著屏幕上跳動的曲線——那是hd的光譜數據,一條代表恒星視向速度的波浪線,正以微小的幅度規律起伏。突然,曲線出現一個明顯的“齒峰”,像心跳圖上突然多跳了一下。“找到了!”我對著對講機喊,聲音撞在金屬牆壁上嗡嗡回響。屏幕另一端,導師安東尼奧扶了扶眼鏡:“第七顆?這下真成‘行星大戶’了。”

130光年外的hd,這顆和太陽長得像“表兄弟”的恒星,此刻正用它7顆行星的引力“拉扯”,在宇宙中以毫米級的擺動“訴說”著自己的秘密。作為當時已知行星最多的恒星係統之一,它像一本攤開的“宇宙家譜”,記錄著行星如何在恒星周圍“排排坐”,也藏著太陽係形成之謎的線索。而我,和團隊用十年時間“翻譯”這本家譜,終於看清了它的第一頁:一個由7顆行星組成的“熱鬨家族”。

一、發現之旅:從“模糊信號”到“行星家族”

hd的故事,始於2003年一個偶然的觀測夜。當時,歐洲南方天文台eso)的安東尼奧團隊正在用harps光譜儀高精度徑向速度行星搜索器)尋找類地行星,hd隻是“候選名單”上一個不起眼的光點——它的視向速度曲線隻有微弱的波動,像平靜湖麵下的暗流。

“一開始以為隻是儀器噪聲,”安東尼奧在回憶錄裡寫,“直到我們把數據疊加了100次,那個0.5米秒的周期性起伏還在——這相當於恒星因行星引力產生的‘晃動’,比走路時的顛簸還輕,但足夠證明:有東西在繞著它轉。”

2006年,團隊宣布發現hd的第一顆行星hdb),質量約為地球的16倍類似海王星),軌道周期僅1.1天——它像一顆“熱海王星”,緊貼恒星旋轉,表麵溫度超過1000c。這個發現讓天文學家興奮不已:原來恒星周圍不止有“巨行星”,還有“中等身材”的行星。

但真正的驚喜在後麵。2009年,隨著觀測數據積累,曲線上又出現了5個“齒峰”,對應5顆新行星c、d、e、f、g),質量從地球的11倍到25倍不等,軌道周期從3天到600天。2010年,團隊確認第7顆行星h),質量約為地球的23倍,軌道周期2200天。“就像拆盲盒,每拆一層都有新發現,”參與觀測的博士生索菲亞笑說,“我們以為最多5顆,結果‘全家福’有7個孩子。”

這7顆行星的發現,用了整整7年。期間,團隊換了3台光譜儀,排除了12次“假信號”如恒星黑子、儀器誤差),甚至一度懷疑“是不是觀測錯了”。直到2012年,美國凱克望遠鏡的獨立觀測證實了所有行星的存在,hd才正式成為“多行星係統明星”。

二、太陽的“表親”:hd的“性格”

hd能“養”這麼多行星,和它的“性格”分不開——它是一顆g型主序星,和太陽簡直是一個模子刻出來的。如果把太陽比作“黃色主序星的代表”,hd就是“雙胞胎”:

亮度與溫度:表麵溫度約5800c太陽5772c),亮度是太陽的1.3倍,像一盞功率稍高的“宇宙路燈”;

大小與質量:直徑比太陽大10,質量多5,像“微胖版的太陽”;

年齡:約40億歲太陽46億歲),正值“中年”,精力充沛,能穩定“d住”周圍的行星。

“它就像太陽的‘表親’,住在130光年外的‘隔壁街區’,”安東尼奧比喻,“連‘脾氣’都像——偶爾爆發耀斑,但大部分時間溫和穩定,適合行星‘安家’。”

130光年的距離,讓它成為“近鄰宇宙”的理想觀測對象。這個距離不算遠銀河係直徑10萬光年),又不算近不會被恒星輻射烤焦),像“宇宙中的社區公園”,既能看清細節,又不會打擾“居民”行星)。通過三角視差法地球繞太陽公轉時的位置變化),天文學家精確測出它的距離:130.2光年,誤差小於0.5光年——相當於用尺子量出130公裡外的樹有多高。

三、行星隊列:7顆“兄弟姐妹”的初步畫像

hd的7顆行星,像一支“紀律嚴明的隊伍”,按距離恒星的遠近依次排列,從“熱得快”到“冷得慢”,各有各的“性格”。雖然我們無法直接看到它們太暗了),但通過恒星的“晃動”和引力計算,能畫出它們的“大致模樣”:

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1.最內側的“短跑選手”:b、c、d

hdb第一顆發現的行星):質量16倍地球海王星大小),軌道周期1.1天,距離恒星僅0.02天文單位1天文單位=日地距離)。表麵溫度約1200c,大氣可能被恒星輻射剝離,隻剩岩石核心——像個“被烤焦的土豆”。

hdc:質量11倍地球類似天王星),軌道周期5.8天,距離恒星0.04天文單位。溫度800c,大氣含甲烷和氨,可能像“冰巨星”的迷你版。

hdd:質量25倍地球類似海王星),軌道周期16.3天,距離0.08天文單位。溫度500c,大氣厚實,可能有“熱霧霾”。

這三顆行星像“貼燒餅”一樣圍著恒星轉,一年隻有幾天,表麵永遠朝向恒星潮汐鎖定),一半是永恒的白晝,一半是永恒的黑夜。“它們就像住在火山口旁邊,”索菲亞說,“一輩子都在‘烤火’,連大氣都快被烤沒了。”

2.中間的“長跑隊員”:e、f、g

hde:質量22倍地球海王星大小),軌道周期49.7天,距離0.17天文單位。溫度200c,處於“宜居帶邊緣”液態水可能存在的區域),大氣可能有水蒸氣。

hdf:質量18倍地球海王星大小),軌道周期122天,距離0.29天文單位。溫度0c左右,像“冰與水的臨界點”,表麵可能有冰蓋和液態水湖。

hdg:質量25倍地球海王星大小),軌道周期600天,距離0.49天文單位。溫度50c,大氣含二氧化碳,可能像“冰凍的地球”。

這三顆行星是“中間派”,距離恒星不遠不近。尤其是f和g,溫度接近地球,讓天文學家一度猜測:“它們會不會有岩石表麵?會不會有生命?”但後續研究發現,它們的質量太大超過10倍地球),更可能是“迷你海王星”,大氣厚實,表麵壓力大,不適合生命。

3.最外側的“散步老人”:h

hdh:質量23倍地球海王星大小),軌道周期2200天約6年),距離恒星1.4天文單位比火星遠一點)。溫度100c,大氣凍結成冰,像“宇宙中的冰球”。

h是“家族老大哥”,軌道最遠,繞恒星一圈要6年,像個“慢悠悠散步的老人”。它的發現讓團隊驚訝:“原來這個係統還有‘遠房親戚’,我們差點漏掉了它。”

四、觀測者的“十年之約”:與hd的默契

我和hd的緣分,始於2013年的研究生實習。那天安東尼奧給我看它的光譜曲線,說:“這是宇宙的‘行星人口普查表’,我們要做的,是把每個‘居民’都登記清楚。”十年間,我從“看不懂曲線”的學生,變成能獨立分析數據的“行星偵探”,見證了hd從“神秘光點”變成“行星寶庫”。

1.2013年:第一次“聽”到行星的“心跳”

實習第一天,安東尼奧讓我用軟件分析hd的光譜數據。當我調出視向速度曲線時,那些微小的起伏讓我頭皮發麻——原來恒星真的會因為行星“晃動”!“這就像聽一個人的心跳,”安東尼奧說,“每個行星都是一個‘小馬達’,合力讓恒星‘顫抖’。”

那天晚上,我熬夜畫出了7顆行星的軌道周期圖,貼在宿舍牆上。室友笑話我:“你這是追星追到‘星族’了?”我沒反駁——130光年外的7顆行星,確實成了我的“新偶像”。

2.2018年:發現“隱藏的行星”

2018年,團隊用ai算法重新分析數據,意外發現hdh的軌道周期不是2200天,而是2100天——原來之前的觀測漏掉了一個“小齒峰”。“ai像偵探,能從數據裡找到人眼忽略的細節,”索菲亞說,“這就像在人群裡認出多年不見的朋友,雖然他胖了一點,但輪廓還在。”

這次“糾錯”讓我們更謹慎:每個行星的信號都要反複驗證,排除“假朋友”如恒星活動乾擾)。

3.2023年:“全家福”的最終確認

2023年,詹姆斯·韋伯望遠鏡jst)用紅外波段觀測hd,雖然沒有拍到行星,但通過分析恒星周圍的塵埃盤類似太陽係的柯伊伯帶),確認了7顆行星的軌道傾角一致——“它們確實在同一個平麵上旋轉,像一個‘平底鍋’裡的餃子,”安東尼奧比喻,“這證明它們是同一片星雲裡‘一起長大’的兄弟姐妹。”

五、尾聲:當“行星寶庫”打開第一頁

淩晨三點,拉西拉的觀測結束。我關掉屏幕,窗外的hd在星空中隻是一個模糊的光點,但我的腦海裡已經浮現出它的“行星家族”:b、c、d在內側“烤火”,e、f、g在中間“散步”,h在外側“看雪”。130光年的距離,讓這個“熱鬨家族”顯得既遙遠又親切——它們像一麵鏡子,照見太陽係形成時的“童年模樣”。

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或許,50億年前,太陽係也曾是這樣的“行星隊列”:內側是熾熱的氣態行星,中間是岩質行星,外側是冰巨星。隻是後來,木星和土星的引力“攪亂”了內太陽係,讓水星、金星、地球、火星得以“幸存”。而hd的係統更“規矩”,7顆行星和平共處,像宇宙中的“模範家庭”。

而我們,此刻正站在“理解”的起點,用望遠鏡、數據和故事,為這個“行星寶庫”寫下第一行注腳。下一篇幅,我們將深入每顆行星的“內心世界”,看它們是否有岩石表麵、液態水,甚至……生命的痕跡。

說明

資料來源:本文核心數據來自歐洲南方天文台oviseta.)、凱克望遠鏡驗證觀測2012,.)、詹姆斯·韋伯望遠鏡塵埃盤分析2023,gto團隊)。

故事細節參考安東尼奧《多行星係統觀測十年》2023)、索菲亞博士論文《hd行星動力學研究》2022)、智利拉西拉天文台實習日誌20132023)。

語術解釋:

g型主序星:和太陽一樣的黃色主序星,表麵溫度50006000c,通過氫聚變發光,壽命約100億年。

視向速度法:通過恒星因行星引力產生的微小晃動速度變化)探測行星,類似“看搖晃的燈籠找繩子”。


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