北京時間11月28日消息，系外衛(wèi)星是指在太陽系之外圍繞某顆行星——稱為“系外行星”——運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。自2009年至今，美國國家航空航天局(NASA)的開普勒探測器和凌日系外行星巡天衛(wèi)星(TESS)任務(wù)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了將近4000顆系外行星，但天文學(xué)家只對一顆系外衛(wèi)星進(jìn)行了描述，并且仍然不確定它是不是一顆衛(wèi)星。
2018年10月，美國哥倫比亞大學(xué)的天文學(xué)家大衛(wèi)·基平(David Kipping)和他的研究生亞歷克斯·提徹(Alex Teachey)在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上首次報告了這顆潛在的系外衛(wèi)星。
利用NASA的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，兩位研究者分析了系外行星開普勒-1625b(Kepler-1625b)飛過恒星時的觀測數(shù)據(jù)。這是一顆體積與木星相仿的行星，它在經(jīng)過恒星時會遮擋部分光線。通過對恒星光變曲線的分析，就能確定行星的特征。
這種觀測方法被稱為凌日(掩星)法。天文學(xué)家正是利用該方法發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆系外行星。不過，在觀察開普勒-1625b飛過恒星前方的過程時，研究者發(fā)現(xiàn)了兩個驚喜。首先，這顆系外行星飛過恒星的時間比預(yù)計的早了1.25小時，這表明某些東西正在對其產(chǎn)生引力牽引作用。其次，在行星完全經(jīng)過恒星前方之后，光變曲線中出現(xiàn)了一個很淺的缺口，這可能暗示著開普勒-1625b背后還拖著一顆衛(wèi)星。
大衛(wèi)·基平說：“我們已經(jīng)盡可能排除了其他可能性，比如探測器誤差、系統(tǒng)中其他行星的活動，或者其他恒星的活動等，但我們無法找到其他任何一個假說，能解釋我們手上的所有數(shù)據(jù)。”
這顆潛在的系外衛(wèi)星體積與海王星相當(dāng)，大約為開普勒-1625b的三分之一。一般衛(wèi)星的體積通常比它繞行的行星小得多，因此這樣的體積相當(dāng)驚人。就目前的行星-衛(wèi)星系統(tǒng)形成模型而言，這樣的衛(wèi)星如果真的存在，那應(yīng)該是非常罕見的。
據(jù)推測，開普勒-1625b的質(zhì)量大約是木星的幾倍，而潛在衛(wèi)星的質(zhì)量可能僅是它的1.5%。這種質(zhì)量比例類似地球和月球。在地月系統(tǒng)中，月球被認(rèn)為是巖石行星碰撞的殘骸形成的。不過，天文學(xué)家認(rèn)為開普勒1625b及其可能存在的衛(wèi)星屬于氣態(tài)星球，并不是由巖石組成，因此這顆系外衛(wèi)星可能是通過不同的過程形成的。
“我們現(xiàn)在還不能急著打開香檳慶祝，”亞歷克斯·提徹說，“但一切看起來很令人興奮，很吸引人，可能也很有說服力。”
在系外衛(wèi)星上尋找生命?
一些科學(xué)家宣稱，系外衛(wèi)星可能是“非常適合居住”的世界，這意味著它們是很好的生命演化場所。這是因為，這些衛(wèi)星并不會局限于利用來自系統(tǒng)中母恒星的光能，相反地，它們能從其他地方獲取能量，例如：
反射光。來自附近行星的反射光或熱輻射可以提供長期穩(wěn)定的溫度，并可能促進(jìn)生命的演化和繁衍。
放射性元素。諸如鈾、氡等放射性元素可能存在于類似地球體積的系外衛(wèi)星的巖層深處，隨著時間推移，這些元素緩慢衰變，將熱量釋放到衛(wèi)星表面。
潮汐力。一顆大型系外行星——如木星或土星的體積——的引力可能會牽扯系外衛(wèi)星，產(chǎn)生潮汐力，類似于月球?qū)Φ厍虻囊ψ饔卯a(chǎn)生的潮汐變化。當(dāng)巖石組成的系外衛(wèi)星表面受到系外行星引力的牽引時，所產(chǎn)生的熱量就能到達(dá)衛(wèi)星表面。
在我們所處的太陽系中，大約存在著175顆衛(wèi)星。其中許多衛(wèi)星都具有上述特征，有兩顆還成為尋找外星生命的有力候選：木星的衛(wèi)星歐羅巴(木衛(wèi)二)和土星的衛(wèi)星恩克拉多斯(土衛(wèi)二)。
這兩顆衛(wèi)星都具有冰凍的表面，覆蓋著由行星引力作用造就的蜿蜒條紋，溫度不超過攝氏零下128度。然而，就在它們表面以下幾公里的位置，都存在著巨大的液體海洋，含有超過地球水體總量的液態(tài)水。有液態(tài)水存在的地方，就可能存在生命。
其他系外衛(wèi)星在哪里?
一些天文學(xué)家估計，銀河系中可能有很多這種具有亞表面海洋的冰凍衛(wèi)星，它們的數(shù)量或許是類地行星的100到1000倍，但非常難以發(fā)現(xiàn)。
開普勒-1625b的母恒星距離地球約8000光年，這一距離使其從地球上看只是非常小的光點，但通過先進(jìn)的探測技術(shù)，科學(xué)家能發(fā)現(xiàn)行星經(jīng)過它前方時產(chǎn)生的微弱輪廓。對于開普勒-1625b的這顆衛(wèi)星，由于它的體積很大，因此探測起來相對較為容易。然而，對于其他體積類似歐羅巴——相當(dāng)于地球體積的四分之一——的系外衛(wèi)星，探測它們在恒星前方經(jīng)過時留下的信號“缺口”就不那么容易了。在目前的技術(shù)條件下，這些缺口太小，無法被清晰辨認(rèn)。因此，想要找到更多的系外衛(wèi)星，我們還需要多一點耐心。
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