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狭义相对论助科学家找到“爱因斯坦行星”
狭义相对论助科学家找到“爱因斯坦行星”
来源:新浪科技 | 2013/5/30 14:55:03 | 浏览:1021 | 评论:0

  综合美国太空网和哈佛大学-史密松天体物理中心有关报道,爱因斯坦的狭义相对论被证明拥有更大的用武之地,比如帮助我们搜寻围绕其它恒星运转的系外行星。近期天文学家们便利用狭义相对论原理发现了这样一颗系外行星,也正因为如此,这颗行星被做出这项发现的科学家们昵称为“爱因斯坦行星”。到目前为止全世界的科学家们已经确认了超过800颗系外行星的存在,但这次是首次利用狭义相对论方法做出此类发现。所谓系外行星就是指围绕其它恒星运行的行星体。

  这颗系外行星正式编号为Kepler-76b,它的个头比木星大约还要大25%左右,质量则大约是后者的两倍,因此它被归入所谓“热木星”的行列之中。它围绕运行的恒星距离地球约2000光年。

狭义相对论助科学家找到“爱因斯坦行星”
“爱因斯坦行星”,正式名称为“Kepler-76b”。这是一颗“热木星”,轨道公转周期为1.5天。其直径约比木星大25%,质量大约是后者的两倍。这里所展示的是这颗系外行星围绕一颗恒星运行的示意图,可以看到这颗恒星由于行星的引力作用稍稍变形,成为椭球形(这里的变形程度有所夸张)。这颗行星主要采用了所谓“BEER算法”发现,即通过观察行星围绕恒星运行时产生的“聚束效应(BE),椭球形拉伸(E)以及行星反光(R)效应”来发现行星存在的方法

  研究人员通过观察由阿尔伯特·爱因斯坦狭义相对论预言的现象发现了这颗行星的存在。这就是所谓“聚束效应”,这是当围绕恒星运行的行星在其公转过程中将恒星稍稍拉向地球方向时出现的恒星亮度轻微增强,以及当行星将恒星稍稍拉远时恒星亮度的轻微变弱。这种亮度的增强是由于相对论效应导致的,后者会导致光子在恒星运动方向上发生堆积。研究组成员,以色列特拉维夫大学的特维·马什(Tsevi Mazeh)表示:“这是爱因斯坦的这一理论首次被用于发现一颗系外行星。”

  另外,由于这颗行星的引力作用,这颗恒星会被稍稍拉长,形成椭球形,这样当其以宽面正对地球时,我们观察其亮度也会稍稍更亮一些。另外这颗行星本身也会反射少量的亮光,这也会造成恒星总亮度的变化,从而帮助达成此项发现。

  研究组成员,美国哈佛-史密松天体物理学中心的大卫·拉塞姆(David Latham)表示:“我们所寻找的是非常微弱的效应。我们需要对星光进行非常精密的测量,精度必须达到百万分之一量级。”

  研究组所使用的恒星亮度数据来自美国宇航局开普勒空间望远镜,该设备可以提供精度空前的恒星亮度测量数据。尽管开普勒望远镜的设计初衷便是用于搜寻系外行星,但是其主要采用的方法是凌星法,也就是探测恒星由于行星从其面前经过时阻挡星光而导致的亮度降低现象。

  以色列特拉维夫大学科学家,此项研究负责人西姆空·法格勒(Simchon Faigler)表示:“我们的研究工作之所以能够进行,得益于美国宇航局的开普勒望远镜获得的高精度数据。”

  另一项最常用的系外行星搜寻方式是所谓“晃动法”,也就是搜寻由于行星引力造成恒星出现的轻微晃动。

  研究组表示,此次所采用的爱因斯坦狭义相对论方法最适合用来搜寻那些质量较大的行星,目前还无法用于探测那些地球大小的行星体。但是这种方法的确拥有一些有价值的地方,比如它并不要求获得恒星的精密径向速度数据,也并不要求行星和恒星严格处于地球的观测视线方向上,而这两项正是目前绝大部分常用观测法的局限。

  同样来自哈佛-史密松天体物理中心的艾维·劳埃伯(Avi Loeb)表示:“每一种搜寻系外行星的方法都有其优势和劣势,而每一种新方法的加入都将让我们在这一领域更加有力。”

  有关这项技术和发现的论文即将刊载于近期出版的杂志《天体物理学报》上。

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