NASA行星普查暗示银河系有几百亿颗类地球行星

莫心海


【正见网2010年11月04日】


太阳系外类地球行星示意图

一项由NASA资助美国加州大学领头的研究显示,银河系中近四分之一类太阳恒星有地球大小的行星。

这项研究是同类行星普查中最广泛,最敏感的。在这项研究中,天文学家五年来利用在夏威夷的寇克天文台搜索我们太阳系附近的166个类太阳恒星系统中质量在3至1000个地球质量的行星。

这些行星轨道上都接近其恒星。结果表明:小的行星比大的行星更普遍,这表明小行星在我们银河系很普遍。

“我们研究了多种质量的行星---像是在峡谷里数巨石,石块和鹅卵石 -发现石块比巨石多,鹅卵石又比石头多。” 这项研究的第一作者,加州大学伯克利分校的安德鲁.霍华德说。他们的研究结果发表在2010年10月29日<<科学>>杂志上。“地面望远镜无法看到沙粒---地球大小的行星,但我们可以估算其数目。”他说,“在我们银河系,地球大小的行星像海滩的沙粒一样无处不在。”

该研究提供了一个诱人的线索,可能适合人类居住的行星也很普遍。这些预想中地球大小的行星的轨道远离它们的母星,那里的条件可能对生命存在有利。NASA开普勒航天器也正在调查类似太阳恒星周围的行星,可望在未来几年内找到第一个真正类似地球的行星。

霍华德和他的行星搜寻队,其中包括首席研究员美国加州大学伯克利分校的杰夫.马西,采用径向速度,或“抖动”技术,寻找在地球80光年内的行星。

他们把行星的质量分为五组,质量从地球质量的1000倍,到地球质量的约三倍。搜索仅限于轨道靠近它们母星的行星,具体的说,是距离母星在0.25天文单位内,或小于日地距离的四分之一。

他们的数据有一个明显的趋势:较小的行星数量超过较大的。只有百分之1.6的恒星有类似土星和木星的巨大行星。约百分之6.5的恒星有10至30倍地球质量的中等质量的行星类似海王星和天王星。而百分之11.8的恒星有所谓的“超级地球”,质量在3到10倍地球质量之间。

“在行星形成过程中,大小相似的小行星和彗星粘在一起,并最终形成和地球相仿或超过地球大小的行星。并非所有的行星能生长成为像土星和木星的巨大行星,”霍华德说, “在这个过程中留下大量的小行星是是自然的。”

从这些调查数据推算,天文学家估计,银河系中百分之23的类似太阳的恒星拥有地球大小的行星,在靠近恒星附近轨道运行。 “这是对行星搜寻多年统计工作的成果,”马西说。 “这些数据告诉我们,我们的星系,在其大约2000亿颗恒星中,至少有460亿颗拥有地球大小的行星,这还不包括轨道远离其恒星的可居住区中的的行星”。

研究结果挑战了一些行星形成理论关键的预测。这些模型预测行星在靠近恒星的炎热地区会有一个行星“沙漠”区,质量小于30倍地球质量的行星的数目会下降。行星沙漠区形成的原因是这些模型认为大多数行星在太阳系外部区域的温度较低的地带形成,只有巨行星会大量迁移到炎热的内部区域。这项新的研究发现在恒星附近
存在大量理论认为不存在小行星。

“我们正处在了解了太阳系附近行星系统地球大小行星频率风口浪尖上,”NASA在华盛顿总部寇克望远镜项目科学家马里奥.佩雷斯(Mario R. Perez,)说, “这项工作是美国宇航局科学计划关键的一部分,这些发现将刺激产生新的理论。”

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