克卜勒望遠鏡第二春,續探孿生地球
http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1106研究員竟幫它擘畫出新的光明未來:Kepler可望專找些嬌小級恆星旁的適居區系外行星!從兩輪模式重新出發,繼續在白矮星旁找尋我們的第二地球,也算幫Kepler找到第二春!
這是由美國Oklahoma大學的一個團隊所提出的建議案,他們的主張是,輪子故障後的Kepler在不得不放棄原來的主序星觀測後,可轉而朝亮度方面比主序星更暗的「白矮星」來規劃新觀測。
白矮星在其適居區中可能擁有行星,且在適居區中擁有行星的白矮星佔整體比例並不低;如果大小與地球近似的白矮星,擁有著大小同樣也近似於地球的行星,由於二者亮度對比原本就低,一旦白矮星的行星正在「掩」過白矮「星」(掩星)時,這將成為我們從該行星上能辨識到「生物標示」的最好機會(biomarker,譯注:「標示出有生物體存在的訊號」)。從長遠目標看,未來將接棒哈柏太空望遠鏡的JWST望遠鏡,雖然能力上足以執行這種行星的光譜測量,可惜目前卻尚未發現任何繞行在白矮星四周的行星可作為觀測對象,因此,Oklahoma大學團隊正好提出想法,可以由克卜勒望遠鏡以目前的二輪模式,針對白矮星為對象,進行掩星觀測大普查,藉此可望首度獲得位在白矮星適居區內的這一類系外行星的資料,以備將來方便JWST使用。這麼一來,等於是先幫JWST布局,以後正可在環繞於白矮星周圍、事先經初步篩選的行星上探索譬如: O2氧分子等biomarker(「生物標記」)。
事實上,繞行白矮星的系外行星,倘若大小條件符合介於地球體積到木星體積之間,且軌道條件滿足和母恆星距離近到0.3AU左右,(0.3AU的位置條件已經非常滿足適居區所必備的條件),在以上兩因素都成立的狀況下,行星一旦掩星,所發生屏障恆星光的現象,變化幅度將會很大,所以即使克卜勒瞄準功能已經大為不如,這個缺陷在此時也將不會顯得很嚴重。
如以上分析,這支團隊認為,位在白矮星周圍的行星,大小範圍若是與地球相仿或比地球再大些,一旦掩星,所發的訊蹤(signature),將可適度抵銷克卜勒目前因系統故障造成pointing功能降低所帶來的觀測限制。所以該團隊發表論文以「克卜勒望遠鏡的B計畫」為題,焦點探討了白矮星的適居區內的系外行星。
點此可前往下載原文:Habitable Planets Around White Dwarfs: an Alternate Mission for the Kepler Spacecraft
論文中提及,用這樣的方式可以觀測到「極小的天體」…即使行星的月亮都有可能觀測得到。
這批研究者的規劃是,以長達200天的觀測時間逐一查訪10,000個在SDSS巡天計畫已觀測的已知白矮星,預計會初步篩選出100個左右系外行星,至於其他意外收穫,如短周期恆星及次恆星伴星等,也有機會靜候佳音。
從探討系外行星科學一路進展的軌跡看來,行星可說無所不在,且往往在最不可能的地方都有行星存在,無論是極靠近母恆星,或以波霎星為公轉軌道中心,形形色色都有。雖然目前為止,白矮星擁有行星的已知案例為「零」,研究人員Kelic表示,「那其實是因為我們所看的白矮星數量從來都不夠多,步調也不很積極,未曾看仔細,所以才會一直在掩星觀測中未能有所發現。」(Lauren譯)