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巨(ju)蟹(xie)座(zuo)55e是一顆(ke)環繞著巨(ju)蟹(xie)座(zuo)55A的(de)太陽系(xi)外(wai)行(xing)(xing)星(xing)，大小是海王(wang)星(xing)的(de)51%，直徑達2.55萬(wan)公里，質量和密(mi)度分別(bie)是地球的(de)8.63倍和1.07倍，是至2012年(nian)為止發現的(de)密(mi)度最大的(de)固(gu)態(tai)行(xing)(xing)星(xing)，表面溫度接近2700攝氏度。距離地球相當近，為40.2±0.4光(guang)年(nian)。

2016年(nian)2月，歐洲(zhou)太(tai)空總署發布巨(ju)蟹座55e圖片(pian)。根(gen)據(ju)從(cong)NASA斯(si)皮策紅外望(wang)遠(yuan)鏡的對該行星兩年(nian)期觀測數據(ju)顯示，兩年(nian)中該行星溫(wen)度(du)(du)(du)變化幅度(du)(du)(du)就達3倍之(zhi)多(duo)，表面溫(wen)度(du)(du)(du)從(cong)1000攝氏度(du)(du)(du)變為2700攝氏度(du)(du)(du)，變化相當之(zhi)快。

行星介紹

行星外形

巨(ju)蟹(xie)座55e（英文：Cancri 55 e）是一(yi)的(de)環繞著巨(ju)蟹(xie)座55A的(de)太(tai)陽系(xi)外行星(xing)(xing)，表面多巖(yan)石，他離母恒星(xing)(xing)很近(jin)，公(gong)轉周(zhou)期不到兩天。

巨(ju)蟹座(zuo)55e是(shi)一(yi)(yi)顆“超級地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)”，構造為(wei)(wei)巖(yan)質(zhi)，大(da)小(xiao)約為(wei)(wei)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)兩(liang)倍(bei)，質(zhi)量約為(wei)(wei)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)八倍(bei)，其直徑比地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)大(da)2倍(bei)達到約25512公里，而(er)體積則達地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)8倍(bei)，密度為(wei)(wei)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)1.07倍(bei)。它和另外四顆行星一(yi)(yi)起圍(wei)繞(rao)著(zhu)巨(ju)蟹座(zuo)中(zhong)一(yi)(yi)顆類似(si)太陽恒星公轉(zhuan)。巨(ju)蟹座(zuo)55e距離(li)母星很(hen)近，以(yi)至(zhi)于每年只有(you)18個小(xiao)時(shi)。它還是(shi)潮汐鎖定的(de)(de)，也就是(shi)說不像(xiang)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)這樣自轉(zhuan)，而(er)是(shi)有(you)一(yi)(yi)個永(yong)久性的(de)(de)白(bai)晝側和黑夜側。

自轉周期

美(mei)國宇航局斯皮(pi)策紅外望遠鏡探測到(dao)巨(ju)蟹座(zuo)55e行(xing)星(xing)的(de)光(guang)線，這顆行(xing)星(xing)環繞(rao)一顆距離地(di)(di)球41光(guang)年(nian)的(de)恒星(xing)運行(xing)。巨(ju)蟹座(zuo)55e行(xing)星(xing)自轉一周僅(jin)相當(dang)于地(di)(di)球18個小時。

發現意義

該行星(xing)的(de)發現或將是(shi)研究行星(xing)演化、存留(liu)的(de)一(yi)個重大突破。由于其密度(du)接近于鉛，且(qie)離地球是(shi)如(ru)此之(zhi)近，以(yi)至于人們可以(yi)直(zhi)接用肉眼觀(guan)察到其母(mu)恒(heng)星(xing)。

雖然巨蟹座55e上(shang)面(mian)地獄般(ban)的(de)(de)灼熱意味(wei)著不(bu)可(ke)能有生(sheng)命存(cun)在(zai)，但此類型(xing)的(de)(de)行(xing)星仍是(shi)(shi)科學家迫切希(xi)望用望遠鏡(jing)觀測(ce)的(de)(de)。因(yin)為(wei)母(mu)恒(heng)星明亮的(de)(de)高亮度讓很多種(zhong)敏感的(de)(de)測(ce)量變得可(ke)行(xing)，所以巨蟹座55e是(shi)(shi)一個測(ce)驗行(xing)星形成、演化和存(cun)留的(de)(de)理論的(de)(de)完美實驗室。

發現歷程

科(ke)學(xue)家與(yu)2004年首次(ci)發(fa)現了(le)(le)巨蟹(xie)座55。而發(fa)現巨蟹(xie)座55e行星的(de)加拿大(da)(da)空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)“MOST”是(shi)科(ke)學(xue)家觀(guan)察(cha)研究這個(ge)“超級地球”最直(zhi)接的(de)手段(duan)和方法。“MOST”造價低(di)廉，僅有手提箱(xiang)般大(da)(da)小，2003年由加拿大(da)(da)太(tai)空總(zong)署發(fa)射，受命觀(guan)測(ce)10顆星球。其(qi)最初僅預定(ding)工作一年時間(jian)，但8年過去了(le)(le)MOST卻仍(reng)然運行良好，共已(yi)經觀(guan)測(ce)了(le)(le)超過2000顆星球。

據(ju)科學(xue)家介紹(shao)，母恒星(xing)(xing)巨蟹座(zuo)55A距(ju)地(di)(di)球(qiu)大約40光年距(ju)離(li)(li)，和(he)太陽(yang)一樣是一顆黃矮星(xing)(xing)，在(zai)之后兩個月(yue)中人(ren)們可用肉眼在(zai)巨蟹星(xing)(xing)座(zuo)中觀察到它(ta)。當(dang)巨蟹55座(zuo)e處(chu)(chu)于(yu)白晝(zhou)時(shi)，其母恒星(xing)(xing)看上去會比夜間大60倍，亮度則是夜間的(de)(de)3600倍。巨蟹座(zuo)55e是一個4行(xing)(xing)星(xing)(xing)系統的(de)(de)組成部(bu)分，自1997年來一直處(chu)(chu)于(yu)科學(xue)家的(de)(de)監視下，由于(yu)發現其密度之高、同地(di)(di)球(qiu)的(de)(de)距(ju)離(li)(li)之近而引起了(le)關注(zhu)。此行(xing)(xing)星(xing)(xing)系統是通(tong)過“多普勒方法”發現的(de)(de)，此方法可測量某星(xing)(xing)球(qiu)由受(shou)其他未知星(xing)(xing)球(qiu)引起的(de)(de)不(bu)穩定擺(bai)動。

盡(jin)管巨蟹55e表面溫度(du)(du)接近(jin)2700攝(she)氏度(du)(du)，但有(you)些天文學家(jia)認為(wei)巨蟹座55e的強大引力可能(neng)仍(reng)使其能(neng)夠保持一個大氣層(ceng)。這種(zhong)類型(xing)的行(xing)星被稱為(wei)“超級(ji)地球”（Super-Earths），即擁有(you)大氣層(ceng)、體(ti)積相當于地球10倍的行(xing)星，一直(zhi)讓科學家(jia)抱有(you)特殊(shu)興趣，因其有(you)成為(wei)固體(ti)的可能(neng)性(xing)，抑或存在著液態海洋。這意味著如果溫度(du)(du)等其他(ta)條件(jian)合適，它們有(you)可能(neng)成為(wei)潛在外(wai)星生命(ming)形式的家(jia)園。

不(bu)列顛哥(ge)倫比(bi)亞大學教授馬(ma)修(xiu)斯（Jaymie Matthews）興奮(fen)的(de)稱(cheng)：“這簡直和《星際迷航》（Star Trek）電(dian)影中(zhong)的(de)柯克船長所(suo)做(zuo)的(de)事一樣。我(wo)們終于(yu)實現了——可(ke)能還超越了——童(tong)年夢想中(zhong)的(de)科幻場景。”

發現機構

該行星發(fa)現小組的天(tian)文學(xue)家來(lai)自(zi)包括麻省理工學(xue)院、不列顛哥倫比亞大學(xue)、史密(mi)森松(song)天(tian)體物理中心以及加(jia)州圣(sheng)克魯斯大學(xue)等研(yan)究(jiu)機構。

相關新聞

自(zi)從(cong)發現巨(ju)蟹座55e行(xing)星(xing)，天文(wen)學家日益(yi)發現更多關于這顆(ke)行(xing)星(xing)的(de)奇特特征，研究(jiu)人員現已知道(dao)這顆(ke)行(xing)星(xing)是巨(ju)蟹座55e恒星(xing)(位(wei)于巨(ju)蟹星(xing)座)系(xi)統中5顆(ke)系(xi)外(wai)行(xing)星(xing)其中之一。由于巨(ju)蟹座55e行(xing)星(xing)擁有超密集質量和極端近距(ju)離軌道(dao)，從(cong)而使(shi)它(ta)(ta)格外(wai)令天文(wen)學家關注(zhu)，它(ta)(ta)與(yu)恒星(xing)之間(jian)的(de)距(ju)離比水星(xing)和太陽之間(jian)距(ju)離近26倍。

這項(xiang)最新斯皮策觀測顯示，巨蟹座(zuo)55e行星(xing)(xing)(xing)(xing)朝(chao)向恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)的一側非常(chang)熾熱(re)，溫(wen)度(du)接近于1726攝氏度(du)。這顆行星(xing)(xing)(xing)(xing)很可能是一個黑暗(an)的星(xing)(xing)(xing)(xing)球(qiu)，它缺少充實(shi)的大氣(qi)層來加熱(re)朝(chao)向恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)的反向一側。

更為奇特的是(shi)，這顆行星(xing)(xing)遍布淤泥，之(zhi)前(qian)斯皮策(ce)望遠鏡(jing)的觀(guan)測數(shu)據顯(xian)示巨蟹座55e行星(xing)(xing)五(wu)分之(zhi)一(yi)(yi)質(zhi)量是(shi)由較(jiao)輕元素構成，其中包括(kuo)水，但是(shi)極(ji)端熾(chi)熱的溫(wen)度和大氣壓力(li)在這顆行星(xing)(xing)表面形成一(yi)(yi)種“超臨界流體(supercritical fluid)”狀(zhuang)態。

超(chao)臨(lin)界流體(ti)(ti)(ti)可以(yi)想像成為液(ye)體(ti)(ti)(ti)狀態下的氣(qi)體(ti)(ti)(ti)，它存在于(yu)極端(duan)大氣(qi)壓(ya)力和溫度(du)環境。在地球(qiu)上，在蒸汽發動機中水可以(yi)達到超(chao)臨(lin)界流體(ti)(ti)(ti)狀態。

之前在(zai)(zai)對(dui)巨(ju)蟹(xie)座(zuo)55e行星(xing)的研究中，采(cai)用(yong)一種叫做凌日法(fa)的技術來分析這顆(ke)行星(xing)途經主恒(heng)星(xing)前方時所發(fa)生的變化，在(zai)(zai)這項最新研究中，天文(wen)學家使用(yong)斯皮策望遠(yuan)鏡(jing)勘測到巨(ju)蟹(xie)座(zuo)55e行星(xing)自身(shen)釋放的紅外光(guang)線。

斯皮策望(wang)遠鏡對巨蟹座55e行星(xing)(xing)的最新觀測結果與超(chao)臨界流體水世界理論相吻合(he)，這(zhe)顆行星(xing)(xing)很可能是覆蓋超(chao)臨界流體水的巖石星(xing)(xing)球，并在星(xing)(xing)球表面形(xing)成(cheng)蒸汽層。

比利時列日大(da)學邁克爾-吉倫(lun)首席調查(cha)員邁克爾-吉倫(lun)(Michael Gillon)說：“這(zhe)非(fei)常類似(si)于(yu)海(hai)王星，如果將(jiang)海(hai)王星軌道(dao)距離更接近太陽，將(jiang)觀測到它的(de)大(da)氣層出(chu)現蒸發(fa)現象。”這(zhe)項(xiang)研究報告詳(xiang)細情況發(fa)表在《天體物理學雜(za)志》上(shang)。

2003年，美國(guo)(guo)宇航局(ju)投資(zi)7.7億美元建造的斯皮策(ce)太空望遠鏡發射升空，當(dang)前處于延(yan)長任(ren)務(wu)期，主(zhu)要進行宇宙紅外線觀測研究。美國(guo)(guo)宇航局(ju)官員表示，在延(yan)長任(ren)務(wu)期中，望遠鏡工程師調(diao)整了(le)幾項觀測設(she)置(zhi)，從而有助(zhu)于實(shi)現(xian)行星觀測最優化效果。

美國(guo)宇航(hang)局下一個重要(yao)紅(hong)外太(tai)空觀(guan)測平(ping)臺――詹姆斯·韋伯(bo)太(tai)空望遠鏡預計于2018年(nian)發射，它將潛在(zai)揭曉巨蟹座(zuo)55e行星(xing)(xing)和其他(ta)類似超地球(qiu)行星(xing)(xing)更多的(de)詳細(xi)情況。

美國(guo)宇航(hang)局噴氣推進實(shi)驗(yan)室斯皮策(ce)項目科學家邁克爾-維(wei)爾納(Michael Werner)說：“我們可以想像40年前(qian)，當(dang)時還未發現(xian)系外行星，正是基于斯皮策(ce)望遠鏡的優異性(xing)能(neng)，它能(neng)夠適應新的宇宙探索領域，并獲得突(tu)破性(xing)天文發現(xian)。”

最新特征

天文學家(jia)觀測(ce)到一個“超級地球”的溫度(du)變化(hua)異(yi)常劇烈——這是科學家(jia)第一次觀察到太陽(yang)系之外巖質行星的大氣變化(hua)——據信它可(ke)能是由(you)大量(liang)的火山活動(dong)引(yin)起(qi)的，進(jin)一步增加了(le)這顆“鉆(zhan)石行星”的神秘性。

“這是我(wo)們首次觀察到系外行星放出變化如此劇(ju)烈的光線，”劍橋大學天文研究(jiu)所(suo)的尼(ni)庫·馬(ma)杜蘇丹博士(shi)說，“在此之前，天文學界尚未探測到任何其他‘超級地球’的熱輻射信息和表面活動(dong)信息。”

劍橋大(da)(da)學的(de)(de)科學家們首(shou)次探測到(dao)太陽系(xi)之外巖質行星(xing)的(de)(de)大(da)(da)氣(qi)變(bian)化，同時(shi)還發現在兩年的(de)(de)時(shi)間內溫度變(bian)化了近三倍(bei)。盡(jin)管研究者很快指(zhi)出變(bian)化的(de)(de)誘因(yin)還需要進(jin)一(yi)步(bu)研究，但是他們相(xiang)信行星(xing)表面(mian)的(de)(de)大(da)(da)量火山活動(dong)很可能是原因(yin)所在。掌握窺視巖質超級地球的(de)(de)大(da)(da)氣(qi)層以及觀察表面(mian)環境的(de)(de)能力，是邁(mai)向確認(ren)系(xi)外宜居行星(xing)的(de)(de)一(yi)個重要里程碑。

借助于(yu)(yu)美國航(hang)空(kong)航(hang)天局的(de)斯皮策空(kong)間望遠鏡，科學家們(men)觀察到了(le)系(xi)外(wai)行(xing)(xing)星發出的(de)熱輻射。這顆系(xi)外(wai)行(xing)(xing)星名為巨蟹(xie)座55e，圍繞(rao)著一(yi)顆類太(tai)(tai)陽恒(heng)星旋轉，位于(yu)(yu)40光年之外(wai)的(de)巨蟹(xie)座。科學家首(shou)次發現了(le)快速(su)的(de)環境變(bian)化(hua)，行(xing)(xing)星白晝側的(de)溫度在1000至2700攝氏(shi)度之間擺動(dong)(dong)。科學家相信這樣(yang)的(de)溫度變(bian)化(hua)可能是由巨大的(de)氣體流(liu)和(he)塵(chen)埃流(liu)造成的(de)，而(er)這些流(liu)束的(de)起因很可能是火山。火山活(huo)動(dong)(dong)具有異常(chang)高的(de)活(huo)動(dong)(dong)頻率，高于(yu)(yu)木衛一(yi)——太(tai)(tai)陽系(xi)中(zhong)地質最活(huo)躍的(de)天體。

科學(xue)家們之前研(yan)究(jiu)的(de)(de)系(xi)外行星(xing)大多數都是(shi)(shi)(shi)類(lei)似于土星(xing)和土星(xing)的(de)(de)大型氣體(ti)(ti)(ti)行星(xing)，這是(shi)(shi)(shi)因為(wei)他們體(ti)(ti)(ti)積大，相(xiang)對(dui)容易被發現(xian)。最近幾年，科學(xue)家們已(yi)經能夠測繪很(hen)多氣體(ti)(ti)(ti)行星(xing)的(de)(de)環境，但是(shi)(shi)(shi)研(yan)究(jiu)質量為(wei)地球(qiu)一倍至十(shi)倍之間(jian)的(de)(de)超級地球(qiu)仍然是(shi)(shi)(shi)困難重(zhong)重(zhong)。之前關于巨蟹座55e的(de)(de)觀測顯示(shi)它(ta)含有豐富的(de)(de)碳(tan)，這意味(wei)著(zhu)它(ta)是(shi)(shi)(shi)由(you)鉆石(shi)構成的(de)(de)。科學(xue)家們相(xiang)信，它(ta)是(shi)(shi)(shi)第一個(ge)主要由(you)鉆石(shi)構成的(de)(de)行星(xing)。然而，這次新(xin)的(de)(de)發現(xian)很(hen)大程度上(shang)攪渾了早期的(de)(de)判斷，并且開啟了新(xin)問題。