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◎本报记者 刘 霞
近日，法国、英国、瑞士、智利和美国等9个国家29个研究所的天文学家携手，发现了一颗小而冷的系外行星HD88986b。其半径和质量介于地球和海王星之间，公转周期约146天，是迄今同类“体型”系外行星中轨道周期最长的。此外，该行星大气层温度为190℃，而迄今已知系外行星大气层温度都在1000℃以上。
中国科学院国家天文台研究员张承民在接受科技日报记者采访时表示：“最新研究为类地行星的形成与演化提供了新线索。不过，科学家们仍需开展进一步研究，以更好地揭示其大气层温度低的具体原因。”
由巴黎天体物理研究所研究员内达·海达里、英国华威大学研究员托马斯·威尔逊领导的团队，在HD88986恒星周围发现了这颗比海王星小的冰冻行星HD88986b，以及其大质量“舞伴”。HD88986的温度与太阳相似，“块头”略大于太阳。相关论文近日发表于《天文学与天体物理学》。
比海王星小的系外行星很难探测
威尔逊介绍，他们从指向HD88986的望远镜那里收集了超过25年的数据，揭开了HD88986b的“神秘面纱”。
研究团队借助法国天文台的高精度光谱仪SOPHIE估算出HD88986b的质量约为地球质量的17倍。SOPHIE利用径向速度法探测和甄别系外行星。
“径向速度法通过测量双星系统中行星引起的恒星轨道晃动，根据晃动得到多普勒频率移动，再由多普勒频率移动间接检测行星的存在，并计算出行星质量和轨道特征。”张承民解释称。
此外，美国国家航空航天局的凌日系外行星探测卫星和欧洲空间局的空间望远镜检测外行星卫星也借助凌日法对这颗行星进行了观测。
张承民介绍道：“凌日法基于行星经过恒星前方时造成恒星光度减弱的现象，通过观测恒星光度的变化来确定行星的存在和相关参数。”研究小组借助这两颗卫星提供的观测结果，估算出HD88986b的直径约为地球直径的2倍，轨道周期为146天，是迄今已知比海王星小的系外行星中轨道周期最长的。
研究团队指出，这颗最新发现的类地行星极其罕见，因为比海王星更小、更轻的系外行星很难探测，迄今只有少数被探测器“逮个正着”。
那么，此类更小更轻的系外小行星为何难被探测到呢？
张承民解释道：“系外行星不容易被直接看到，这是因为行星一般不主动发光，而是反射附近恒星的光线。行星本身的亮度远远小于恒星，这种‘灯下黑’现象使它们很难直接被探测到。”
“目前天文学家‘捕捉’系外行星的主要方法除了上面提到的径向速度法和凌日法，还有直接成像法。”张承民进一步介绍道，天文学家迄今已经探测到5000多颗系外行星，绝大多数是个头较大的行星。如果行星太小太轻，它对恒星亮度及轨道变化的影响就小，这导致在现有探测器的精度下，不足以探测到它。
对探测和理解类地行星非常重要
研究团队表示，最新发现对于探测和理解类地行星非常重要。
海达里解释称，目前大多数科学家发现并测量了质量、半径的行星轨道周期都很短，通常不到40天。即使离太阳最近的水星，其轨道周期也才88天。缺乏对轨道周期较长行星的检测，对科学家理解类太阳系等系统内行星的形成和演化提出了挑战。
张承民表示：“HD88986b的轨道周期为146天，或是此类系外行星中轨道周期最长的，它对于科学家更好地理解行星的形成和演化非常重要。此外，HD88986b或许能保留一些原初化学成分，使科学家能借此进一步揭示这个行星系统的形成和演化故事。”
HD88986b的大气层温度为190℃，也为研究所谓的“冷”大气层的组成提供了难得的机会。
张承民介绍，HD88986b温度低是因为其距离主恒星远一点，受主恒星的炙烤稍微弱些。行星的温度还与其对大气的吸收和反射，以及朝向地球测量面的温度分布是否均匀有关，而这是值得进一步研究的问题。
天文学家还在HD88986b周围发现了一颗质量为木星100多倍的“舞伴”，其轨道周期为几十年。不过，他们仍需要开展进一步观察，才能更好地确定这个“舞伴”的性质。
系外行星行星恒星海王星大气层
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