空間科學 天文學家發現 低密度的系外行星普遍存在

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根據外媒報道，一個天文學家團隊在對開普勒-9星系進行研究的過程中發現，開普勒-9星系中存在兩顆密度非常低的行星。

開普勒計劃的延展任務被稱為K2，到今天為止，已經發現了數千顆系外行星。這些系外行星的發現，都要歸功於不同測量方法的廣泛應用。在這項研究中，天文學家採用了被稱為過境時間法和徑向速度法的兩種方法。

測量方法

所謂的過境時間法，就是從地球上看，當一顆繞軌道運行的行星在其主恆星前面經過時，在一段時間內觀測到的恆星亮度會有所下降，恆星變暗的程度取決於行星相對於恆星的大小。

過境時間也被稱為凌日法，它不僅可以用於測量軌道周期，還可以根據行星凌日曲線的深度和形狀以及主星的性質來確定外行星的大小。但它不能用來測量行星的質量。相比之下，徑向速度法是測量行星在圍繞恆星運行時在引力作用下的擺動，可以用於測量行星質量。如果知道一顆行星的半徑和質量，就可以確定它的平均密度。

研究

早在十五年前，天文學家就已經意識到，在有多個行星的行星系統中，一個行星對另一個行星的周期性引力產生的「拖拽」會改變它們的軌道參數。雖然過境法不能直接測量系外行星的質量，但它可以探測到這些軌道的變化，並且可以對這些變化進行建模從而推算出行星質量。開普勒已經確認了數百個外行星系統的過境時間變化，其中的幾十個已經被成功建模。

這次的發現讓天文學家十分驚訝，因為他們發現了密度非常低的系外行星的普遍存在。開普勒-9星系中就有兩顆密度分別為每立方厘米0.42克和0.31克的行星。

這是一個什麼概念?我們做一個對比！我們的地球是一顆岩石行星，平均密度是每立方厘米5.51克；水的密度是每立方厘米1.0克；土星是一顆巨大的氣體行星，它的密度是每立方厘米0.69克。這個結果可以說是引人注目的，引起天文學家關注的同時，也讓他們對過境時間法和徑向速度法的測試結果產生了懷疑。

為了驗證這兩顆類土星行星是否真的具有如此低的密度，天文學家通過另外一個途徑去尋求答案。他們使用哈普斯-N分光計，通過位於拉帕爾馬的納齊奧納伽利略望遠鏡對兩顆行星進行了16個觀測時期的觀測（哈普斯-N分光計通常可以測量速度變化，誤差大約為每小時20英里），得到的結果驗證了過境時間法和徑向速度法的測量結果：新發現的兩顆行星確實具有非常低的密度。

總結：開普勒-9星系中存在兩顆密度非常低的行星；它們的平均密度只有每立方厘米0.42克和0.31克；過境時間法和徑向速度法對行星質量的測量結果真實有效；

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