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巨蟹(xie)座55e是(shi)一顆(ke)環繞著(zhu)巨蟹(xie)座55A的太陽(yang)系(xi)外行星，大(da)小(xiao)是(shi)海(hai)王星的51%，直(zhi)徑(jing)達2.55萬公里，質量和(he)密度(du)分別是(shi)地球(qiu)的8.63倍和(he)1.07倍，是(shi)至2012年為(wei)止(zhi)發現的密度(du)最大(da)的固態行星，表面溫度(du)接(jie)近2700攝氏(shi)度(du)。距離地球(qiu)相當近，為(wei)40.2±0.4光(guang)年。

2016年(nian)2月，歐洲(zhou)太空總署發布(bu)巨蟹座55e圖片。根據(ju)從NASA斯(si)皮策紅外望遠(yuan)鏡的(de)對該(gai)行(xing)星兩年(nian)期觀測(ce)數據(ju)顯示，兩年(nian)中該(gai)行(xing)星溫(wen)度(du)變化幅度(du)就達(da)3倍之多，表面(mian)溫(wen)度(du)從1000攝氏度(du)變為2700攝氏度(du)，變化相當之快(kuai)。

行星介紹

行星外形

巨(ju)蟹座(zuo)55e（英文：Cancri 55 e）是一的(de)環繞著巨(ju)蟹座(zuo)55A的(de)太(tai)陽系外行星，表(biao)面多巖石(shi)，他離母恒星很近，公轉周期(qi)不到兩天。

巨蟹(xie)座55e是一(yi)顆“超級地(di)(di)(di)球(qiu)”，構造為(wei)巖質(zhi)，大小(xiao)(xiao)約為(wei)地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)兩倍(bei)，質(zhi)量(liang)約為(wei)地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)八(ba)倍(bei)，其直徑比(bi)地(di)(di)(di)球(qiu)大2倍(bei)達到約25512公(gong)里(li)，而體(ti)積則達地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)8倍(bei)，密度為(wei)地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)1.07倍(bei)。它和(he)另(ling)外(wai)四顆行(xing)星(xing)一(yi)起(qi)圍繞(rao)著巨蟹(xie)座中一(yi)顆類似(si)太陽恒星(xing)公(gong)轉。巨蟹(xie)座55e距離(li)母星(xing)很(hen)近，以至于每年只有18個小(xiao)(xiao)時。它還是潮(chao)汐鎖定的(de)(de)(de)，也(ye)就是說不像地(di)(di)(di)球(qiu)這樣自轉，而是有一(yi)個永久性的(de)(de)(de)白(bai)晝側和(he)黑夜側。

自轉周期

美(mei)國宇航局斯皮策紅外望遠(yuan)鏡探測到巨(ju)蟹座55e行(xing)星的(de)光(guang)線，這顆(ke)行(xing)星環繞一顆(ke)距(ju)離地球41光(guang)年的(de)恒星運行(xing)。巨(ju)蟹座55e行(xing)星自轉一周僅相當于地球18個(ge)小時。

發現意義

該行(xing)星的發(fa)現或將是研究行(xing)星演化、存(cun)留的一個(ge)重(zhong)大突破。由(you)于(yu)其密度(du)接(jie)近(jin)于(yu)鉛，且離地球(qiu)是如此之近(jin)，以(yi)至于(yu)人們(men)可(ke)以(yi)直接(jie)用肉眼(yan)觀察到(dao)其母恒(heng)星。

雖然巨蟹座55e上面地獄般(ban)的(de)(de)灼熱意味著(zhu)不(bu)可能有生命存在，但(dan)此類(lei)型的(de)(de)行星仍是科(ke)學(xue)家迫(po)切(qie)希(xi)望(wang)用望(wang)遠鏡(jing)觀測(ce)(ce)的(de)(de)。因(yin)為母恒星明亮(liang)的(de)(de)高(gao)亮(liang)度讓很多種敏感(gan)的(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)變得可行，所以巨蟹座55e是一(yi)個測(ce)(ce)驗行星形成、演化和存留的(de)(de)理論的(de)(de)完美實驗室。

發現歷程

科(ke)學家與2004年(nian)首次發(fa)現(xian)了(le)巨蟹座(zuo)(zuo)55。而發(fa)現(xian)巨蟹座(zuo)(zuo)55e行星(xing)的(de)加拿大空(kong)間望遠鏡(jing)“MOST”是科(ke)學家觀察研究這個“超級(ji)地(di)球(qiu)”最直接(jie)的(de)手段和方法。“MOST”造(zao)價低廉，僅有手提箱般大小，2003年(nian)由(you)加拿大太空(kong)總署發(fa)射(she)，受命觀測(ce)10顆星(xing)球(qiu)。其最初僅預定工作一(yi)年(nian)時間，但(dan)8年(nian)過去了(le)MOST卻仍然(ran)運行良(liang)好，共已經觀測(ce)了(le)超過2000顆星(xing)球(qiu)。

據科學家(jia)(jia)介紹，母恒(heng)星(xing)(xing)巨(ju)蟹(xie)(xie)座(zuo)55A距(ju)地(di)球(qiu)大(da)約40光年距(ju)離(li)，和太陽一(yi)樣是(shi)(shi)一(yi)顆黃(huang)矮(ai)星(xing)(xing)，在之后兩個月中人們可用肉眼在巨(ju)蟹(xie)(xie)星(xing)(xing)座(zuo)中觀察到(dao)它。當巨(ju)蟹(xie)(xie)55座(zuo)e處于白晝時，其母恒(heng)星(xing)(xing)看(kan)上去會比(bi)夜間(jian)大(da)60倍，亮度(du)則是(shi)(shi)夜間(jian)的(de)(de)(de)3600倍。巨(ju)蟹(xie)(xie)座(zuo)55e是(shi)(shi)一(yi)個4行星(xing)(xing)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)組成部分，自1997年來一(yi)直處于科學家(jia)(jia)的(de)(de)(de)監視下，由于發(fa)現其密(mi)度(du)之高、同地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)距(ju)離(li)之近而引起了關注(zhu)。此行星(xing)(xing)系統(tong)(tong)是(shi)(shi)通過“多(duo)普勒方(fang)法(fa)”發(fa)現的(de)(de)(de)，此方(fang)法(fa)可測量某(mou)星(xing)(xing)球(qiu)由受(shou)其他未(wei)知星(xing)(xing)球(qiu)引起的(de)(de)(de)不穩定擺動。

盡(jin)管巨蟹(xie)55e表面溫度(du)(du)接近(jin)2700攝氏度(du)(du)，但有些天文學(xue)家(jia)認為巨蟹(xie)座(zuo)55e的強(qiang)大(da)(da)引力可能仍使其能夠保持(chi)一(yi)個大(da)(da)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)。這(zhe)種類型的行星(xing)被(bei)稱(cheng)為“超(chao)級地(di)球”（Super-Earths），即擁有大(da)(da)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)、體(ti)積相當于地(di)球10倍(bei)的行星(xing)，一(yi)直(zhi)讓科學(xue)家(jia)抱有特殊興(xing)趣，因其有成(cheng)為固體(ti)的可能性，抑或(huo)存在著液態海洋(yang)。這(zhe)意味著如果溫度(du)(du)等(deng)其他條件合適，它(ta)們有可能成(cheng)為潛在外星(xing)生(sheng)命(ming)形式的家(jia)園。

不(bu)列顛哥倫比(bi)亞(ya)大學教(jiao)授馬修斯(si)（Jaymie Matthews）興奮的稱：“這簡直和《星際迷航(hang)》（Star Trek）電影(ying)中的柯克船長所(suo)做的事一樣。我(wo)們終于實(shi)現了——可能還超越(yue)了——童(tong)年夢想中的科幻場(chang)景。”

發現機構

該行(xing)星發現小組的(de)天(tian)文學(xue)家來自包括麻省理(li)工學(xue)院(yuan)、不列顛(dian)哥(ge)倫比亞大(da)學(xue)、史密森松天(tian)體物理(li)中心以(yi)及加(jia)州圣克魯(lu)斯大(da)學(xue)等研究(jiu)機構(gou)。

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自(zi)從發(fa)現(xian)(xian)巨(ju)蟹(xie)座(zuo)(zuo)55e行(xing)星，天文(wen)學家日(ri)益發(fa)現(xian)(xian)更(geng)多(duo)關于這顆行(xing)星的(de)(de)奇(qi)特(te)特(te)征，研究人員(yuan)現(xian)(xian)已知道(dao)這顆行(xing)星是巨(ju)蟹(xie)座(zuo)(zuo)55e恒星(位(wei)于巨(ju)蟹(xie)星座(zuo)(zuo))系統中5顆系外(wai)行(xing)星其中之(zhi)一(yi)。由于巨(ju)蟹(xie)座(zuo)(zuo)55e行(xing)星擁(yong)有超(chao)密集(ji)質量(liang)和極端近距(ju)離軌道(dao)，從而使它格外(wai)令(ling)天文(wen)學家關注(zhu)，它與恒星之(zhi)間(jian)的(de)(de)距(ju)離比水星和太(tai)陽(yang)之(zhi)間(jian)距(ju)離近26倍。

這項(xiang)最新斯皮策觀測顯(xian)示(shi)，巨蟹座55e行(xing)星朝向(xiang)(xiang)恒(heng)星的(de)一側非常熾熱(re)，溫度接近(jin)于(yu)1726攝(she)氏度。這顆行(xing)星很(hen)可能是一個(ge)黑暗的(de)星球，它(ta)缺少充實(shi)的(de)大氣層來加熱(re)朝向(xiang)(xiang)恒(heng)星的(de)反向(xiang)(xiang)一側。

更為(wei)奇特的是，這顆行(xing)(xing)星遍(bian)布淤(yu)泥，之前斯皮策望遠鏡(jing)的觀測數據顯示巨蟹座55e行(xing)(xing)星五分之一質量是由較輕元素構成，其中包括水，但是極端熾熱(re)的溫度(du)和大氣壓力在(zai)這顆行(xing)(xing)星表面(mian)形成一種“超(chao)臨(lin)界流體(supercritical fluid)”狀態。

超(chao)臨(lin)界流體(ti)可(ke)(ke)以想像成為液體(ti)狀態(tai)下的氣(qi)體(ti)，它存在(zai)于極端大氣(qi)壓力和溫度環境(jing)。在(zai)地(di)球上，在(zai)蒸汽發(fa)動機中水可(ke)(ke)以達(da)到(dao)超(chao)臨(lin)界流體(ti)狀態(tai)。

之前(qian)(qian)在對巨蟹座55e行星(xing)(xing)的研(yan)究中，采用一種叫做(zuo)凌日法的技(ji)術來分析這顆行星(xing)(xing)途經主恒星(xing)(xing)前(qian)(qian)方時所發生的變化(hua)，在這項最(zui)新研(yan)究中，天文學家使用斯皮(pi)策望(wang)遠(yuan)鏡勘測到巨蟹座55e行星(xing)(xing)自身釋放的紅外光線。

斯皮策望遠(yuan)鏡對巨(ju)蟹座(zuo)55e行星(xing)的(de)最新(xin)觀測結果與超(chao)臨(lin)界流體水世界理論相吻合，這顆行星(xing)很可能是覆(fu)蓋超(chao)臨(lin)界流體水的(de)巖石星(xing)球，并在星(xing)球表面形成蒸汽層(ceng)。

比利時(shi)列日大(da)(da)學邁(mai)克爾(er)-吉(ji)倫首(shou)席(xi)調查員邁(mai)克爾(er)-吉(ji)倫(Michael Gillon)說：“這(zhe)非常類似于海王星，如果(guo)將(jiang)海王星軌道距(ju)離(li)更(geng)接近太陽，將(jiang)觀測到(dao)它的大(da)(da)氣(qi)層出現蒸發現象(xiang)。”這(zhe)項研究(jiu)報(bao)告(gao)詳細(xi)情(qing)況發表在(zai)《天體物理學雜志》上。

2003年，美(mei)國宇(yu)航(hang)局投資7.7億美(mei)元(yuan)建造(zao)的斯(si)皮策太空(kong)望(wang)遠鏡(jing)(jing)發射(she)升(sheng)空(kong)，當前處(chu)于延長任務期，主要(yao)進行宇(yu)宙紅外線(xian)觀(guan)測(ce)研究。美(mei)國宇(yu)航(hang)局官(guan)員表示，在(zai)延長任務期中，望(wang)遠鏡(jing)(jing)工程師調整(zheng)了幾項觀(guan)測(ce)設置，從而(er)有助(zhu)于實現行星(xing)觀(guan)測(ce)最優化效果(guo)。

美國(guo)宇航(hang)局下(xia)一個重要紅外太空觀(guan)測平(ping)臺(tai)――詹姆斯·韋伯太空望(wang)遠(yuan)鏡預計于2018年發射，它將潛在揭曉巨蟹座55e行星(xing)和其他類似超地球行星(xing)更多的詳細情(qing)況。

美(mei)國宇航(hang)局噴氣(qi)推進實驗室(shi)斯(si)(si)皮(pi)策(ce)項目科(ke)學家邁克爾-維(wei)爾納(na)(Michael Werner)說：“我們可以(yi)想(xiang)像40年前，當時還未發現系外行星，正是基(ji)于斯(si)(si)皮(pi)策(ce)望遠鏡(jing)的(de)優(you)異性能，它能夠適應新的(de)宇宙探(tan)索領域(yu)，并(bing)獲得突破性天文發現。”

最新特征

天文學家(jia)觀測到一(yi)個“超級地球”的溫度變化(hua)異常劇烈(lie)——這(zhe)(zhe)是(shi)科學家(jia)第一(yi)次觀察到太陽系(xi)之外巖(yan)質行(xing)星(xing)的大氣變化(hua)——據信它可(ke)能是(shi)由大量的火山活動引起的，進一(yi)步增(zeng)加了這(zhe)(zhe)顆“鉆(zhan)石(shi)行(xing)星(xing)”的神(shen)秘性。

“這是我們首次觀察到系外行星(xing)放出(chu)變化如此劇烈(lie)的光(guang)線，”劍橋大學(xue)天文(wen)研究所的尼庫·馬(ma)杜蘇丹博士(shi)說(shuo)，“在此之前，天文(wen)學(xue)界(jie)尚未探測到任何其他‘超級地(di)球’的熱(re)輻射信息和(he)表面(mian)活動信息。”

劍橋大學的(de)(de)科學家們首次探測到太陽系之外(wai)(wai)巖(yan)質(zhi)行星的(de)(de)大氣(qi)變化，同時還發(fa)現(xian)在(zai)兩(liang)年的(de)(de)時間內溫度變化了近三倍。盡管研(yan)究(jiu)者很快(kuai)指(zhi)出變化的(de)(de)誘因還需要進一步研(yan)究(jiu)，但是(shi)(shi)他們相信行星表面的(de)(de)大量火山活動很可能(neng)是(shi)(shi)原因所在(zai)。掌握窺視巖(yan)質(zhi)超級地(di)球的(de)(de)大氣(qi)層(ceng)以及觀察表面環境的(de)(de)能(neng)力，是(shi)(shi)邁向確(que)認系外(wai)(wai)宜(yi)居行星的(de)(de)一個重要里(li)程碑。

借助于美國(guo)航空航天(tian)局(ju)的(de)(de)斯皮策空間(jian)望(wang)遠鏡，科(ke)學(xue)家(jia)們觀察到(dao)了系外(wai)行星發出的(de)(de)熱(re)輻射。這(zhe)(zhe)顆系外(wai)行星名為巨(ju)蟹(xie)座55e，圍繞著(zhu)一(yi)顆類太陽恒星旋轉，位于40光年(nian)之(zhi)外(wai)的(de)(de)巨(ju)蟹(xie)座。科(ke)學(xue)家(jia)首次發現了快速的(de)(de)環境變化(hua)，行星白晝側的(de)(de)溫度在(zai)1000至(zhi)2700攝氏度之(zhi)間(jian)擺(bai)動(dong)(dong)(dong)。科(ke)學(xue)家(jia)相信這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)溫度變化(hua)可(ke)能(neng)是(shi)由巨(ju)大的(de)(de)氣體流和塵埃流造(zao)成的(de)(de)，而這(zhe)(zhe)些流束的(de)(de)起因很可(ke)能(neng)是(shi)火(huo)(huo)山(shan)。火(huo)(huo)山(shan)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)具(ju)有(you)異(yi)常高的(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)頻率，高于木(mu)衛一(yi)——太陽系中(zhong)地質最活(huo)(huo)躍(yue)的(de)(de)天(tian)體。

科學家們之(zhi)前研(yan)究(jiu)的系(xi)外(wai)行(xing)星(xing)大多數(shu)都是類似于土星(xing)和土星(xing)的大型氣體(ti)行(xing)星(xing)，這是因為他們體(ti)積大，相對容易(yi)被發(fa)現(xian)(xian)。最(zui)近幾年(nian)，科學家們已經能夠測繪(hui)很多氣體(ti)行(xing)星(xing)的環境，但是研(yan)究(jiu)質量為地(di)球一倍(bei)至十(shi)倍(bei)之(zhi)間(jian)的超(chao)級地(di)球仍然是困難重重。之(zhi)前關于巨蟹座55e的觀(guan)測顯(xian)示它含有豐富的碳，這意味(wei)著(zhu)它是由鉆石(shi)構成(cheng)(cheng)的。科學家們相信(xin)，它是第(di)一個主要由鉆石(shi)構成(cheng)(cheng)的行(xing)星(xing)。然而，這次新的發(fa)現(xian)(xian)很大程度(du)上攪渾了早(zao)期的判斷(duan)，并且開(kai)啟了新問題。