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第70章 m1207b(第2页)

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二是“遮得住”

:即使纠正了大气扰动,恒星的亮度仍会让行星的信号淹没在噪声中。

这时需要日冕仪(ronagraph)——一种专门设计的遮光装置,用相位掩模或遮光板挡住恒星的核心光线,只让周围的“衍射光”

通过。

日冕仪的名字来自太阳日冕的观测:太阳的亮度太高,必须用遮光板挡住光球层的强光,才能看到外层的日冕。

但把日冕仪用在系外行星探测上,难度远超太阳观测:系外行星的距离更远、更暗,宿主恒星的光线更难控制。

比如,要让行星的亮度对比达到1000:1(相当于在太阳旁边看到木星),日冕仪必须将恒星的光线抑制到原来的11000以下。

2褐矮星:系外行星探测的“特殊靶标”

就在科学家攻克直接成像技术时,一类特殊的宿主天体进入了视野——褐矮星(browndwarf)。

褐矮星是“失败的恒星”

:它的质量介于行星和恒星之间(约13-80倍木星质量),核心的温度和压力不足以引发氢核聚变(恒星的标志性反应),只能通过氘核聚变释放少量能量(持续约1000万年)。

因此,褐矮星的亮度极低——一颗25倍木星质量的褐矮星,距离170光年,亮度仅为太阳的1,比很多行星还暗。

但正是这种“暗”

,让它成为直接成像的理想宿主:宿主越暗,行星的相对亮度越高。

比如,若褐矮星的亮度是太阳的1,那么围绕它的行星(亮度是褐矮星的11000)的总亮度对比,会比围绕太阳的行星(亮度对比1)高1000倍。

二、21207系统:一个“非典型”

的恒星-行星组合21207b的宿主天体是21207a——一颗位于长蛇座的褐矮星,编号中的“2”

代表它来自“2微米全天巡天”

(2ass),“1207”

是它在巡天中的坐标。

,!

121207a:一颗“冷到发红”

的褐矮星21207a的发现早于21207b——1994年,天文学家通过2ass巡天的红外数据,发现了一颗在可见光波段几乎不可见的暗弱天体。

后续观测确认,它的质量约为25倍木星质量(刚好超过褐矮星的质量下限13倍木星),表面温度仅2000k(比太阳低5000k,呈深红色),光谱类型为85(最冷的恒星光谱类型是9)。

更关键的是,21207a没有“恒星的身份”

:它的核心没有氢核聚变,能量来自形成时的引力收缩(类似行星的形成过程)。

这种“低温+低光”

的特性,让它成为直接成像系外行星的完美目标。

221207b的“发现时刻”

:2004年的那个冬天2004年,由法国天文学家盖尔·肖万(gaelchauv)领导的e团队,决定用vlt的na仪器对准21207a——他们的目标是:寻找围绕这颗褐矮星的行星。

团队的策略很简单:-首先,用自适应光学系统纠正大气扰动,让21207a的像变得锐利;-然后,用日冕仪挡住21207a的核心光线,只保留周围的衍射光;-最后,拍摄一系列红外图像(波长12-22微米,对应行星的热辐射),对比不同时间的图像,寻找移动的天体。

经过数周的观测,团队终于在图像中发现了一个“亮点”

:它的位置相对于21207a有微小的偏移,符合行星绕恒星公转的轨道特征。

进一步的分析显示:-这个亮点的亮度是21207a的11000;-轨道半径约为80天文单位(au,1au=地球到太阳的距离,约15亿公里),相当于太阳系中海王星轨道的2倍;-质量约为5-10倍木星质量(通过轨道运动的质量下限计算);-表面温度约1250k(比木星高10倍,因为形成时的引力收缩仍在释放能量)。

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