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巨蟹座55e是(shi)一顆環繞著巨蟹座55A的太(tai)陽(yang)系(xi)外行(xing)星(xing)，大小(xiao)是(shi)海王星(xing)的51%，直徑達2.55萬公里，質量和(he)密(mi)度分別是(shi)地球的8.63倍(bei)(bei)和(he)1.07倍(bei)(bei)，是(shi)至2012年為(wei)止發現(xian)的密(mi)度最大的固(gu)態(tai)行(xing)星(xing)，表面溫度接近2700攝氏度。距離地球相(xiang)當近，為(wei)40.2±0.4光年。

2016年2月，歐洲(zhou)太空總署(shu)發布巨蟹座55e圖片(pian)。根據從(cong)NASA斯皮策紅(hong)外望遠鏡的對該行(xing)星(xing)兩年期(qi)觀測數據顯示(shi)，兩年中該行(xing)星(xing)溫度變化幅度就達3倍(bei)之多(duo)，表面溫度從(cong)1000攝(she)氏(shi)度變為(wei)2700攝(she)氏(shi)度，變化相(xiang)當之快(kuai)。

行星介紹

行星外形

巨蟹(xie)座(zuo)55e（英文：Cancri 55 e）是一的環繞著(zhu)巨蟹(xie)座(zuo)55A的太陽(yang)系外行星(xing)(xing)，表面多巖石(shi)，他離(li)母(mu)恒星(xing)(xing)很近，公轉周期不到(dao)兩天。

巨(ju)蟹(xie)座(zuo)55e是一顆(ke)(ke)“超(chao)級地(di)球(qiu)”，構造(zao)為巖(yan)質(zhi)，大小(xiao)約(yue)為地(di)球(qiu)的兩倍，質(zhi)量約(yue)為地(di)球(qiu)的八倍，其直徑比地(di)球(qiu)大2倍達到約(yue)25512公里，而(er)體積則達地(di)球(qiu)的8倍，密度為地(di)球(qiu)的1.07倍。它和另外(wai)四顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)一起(qi)圍繞著(zhu)巨(ju)蟹(xie)座(zuo)中一顆(ke)(ke)類似太陽(yang)恒星(xing)公轉。巨(ju)蟹(xie)座(zuo)55e距離母(mu)星(xing)很(hen)近，以至于每年只有(you)(you)18個小(xiao)時。它還是潮汐(xi)鎖定的，也(ye)就是說不像地(di)球(qiu)這樣(yang)自轉，而(er)是有(you)(you)一個永(yong)久性的白晝側和黑夜側。

自轉周期

美國宇航局斯皮策紅外望遠鏡探測到(dao)巨蟹座55e行星(xing)(xing)的光線(xian)，這顆行星(xing)(xing)環(huan)繞一(yi)(yi)顆距離地球(qiu)41光年的恒星(xing)(xing)運行。巨蟹座55e行星(xing)(xing)自轉(zhuan)一(yi)(yi)周僅(jin)相(xiang)當于地球(qiu)18個(ge)小時。

發現意義

該(gai)行星(xing)的(de)發現或將是(shi)研究行星(xing)演化、存留的(de)一個重大(da)突(tu)破。由于(yu)其密度接近于(yu)鉛，且離(li)地球是(shi)如此之近，以至于(yu)人們(men)可以直接用肉眼觀察到其母恒星(xing)。

雖然巨蟹座55e上面地獄般的(de)灼熱意味(wei)著不(bu)可(ke)能有生命存在，但(dan)此類(lei)型的(de)行星仍是(shi)(shi)科學家(jia)迫(po)切希望用望遠鏡觀(guan)測(ce)的(de)。因為母恒星明亮的(de)高亮度讓很多種敏感的(de)測(ce)量變得可(ke)行，所以巨蟹座55e是(shi)(shi)一個測(ce)驗(yan)(yan)行星形成、演化和(he)存留的(de)理論的(de)完美實驗(yan)(yan)室。

發現歷程

科(ke)(ke)學(xue)家與2004年(nian)首次發現(xian)了(le)巨蟹座55。而發現(xian)巨蟹座55e行(xing)星(xing)的加(jia)拿大空間望遠(yuan)鏡(jing)“MOST”是科(ke)(ke)學(xue)家觀(guan)(guan)察(cha)研究(jiu)這個“超(chao)級地球(qiu)”最(zui)直接(jie)的手段和(he)方法。“MOST”造價低廉，僅有手提(ti)箱(xiang)般大小(xiao)，2003年(nian)由加(jia)拿大太空總署發射，受命(ming)觀(guan)(guan)測10顆星(xing)球(qiu)。其(qi)最(zui)初僅預定工作一年(nian)時間，但8年(nian)過去了(le)MOST卻仍(reng)然(ran)運行(xing)良好，共(gong)已(yi)經觀(guan)(guan)測了(le)超(chao)過2000顆星(xing)球(qiu)。

據科(ke)學(xue)家(jia)(jia)介紹(shao)，母恒星(xing)(xing)巨(ju)(ju)蟹(xie)座(zuo)55A距(ju)地(di)球(qiu)(qiu)大約(yue)40光年(nian)距(ju)離(li)，和(he)太陽一(yi)樣是一(yi)顆黃(huang)矮(ai)星(xing)(xing)，在之后兩個(ge)月中(zhong)人們(men)可用肉眼在巨(ju)(ju)蟹(xie)星(xing)(xing)座(zuo)中(zhong)觀(guan)察到它。當巨(ju)(ju)蟹(xie)55座(zuo)e處于(yu)白晝時，其(qi)母恒星(xing)(xing)看上去會(hui)比(bi)夜間(jian)大60倍(bei)，亮度(du)則是夜間(jian)的(de)3600倍(bei)。巨(ju)(ju)蟹(xie)座(zuo)55e是一(yi)個(ge)4行星(xing)(xing)系(xi)(xi)統的(de)組成部分，自1997年(nian)來一(yi)直處于(yu)科(ke)學(xue)家(jia)(jia)的(de)監視下，由于(yu)發現其(qi)密度(du)之高、同地(di)球(qiu)(qiu)的(de)距(ju)離(li)之近而引起(qi)了關注。此(ci)行星(xing)(xing)系(xi)(xi)統是通過“多普勒方(fang)法(fa)(fa)”發現的(de)，此(ci)方(fang)法(fa)(fa)可測量某星(xing)(xing)球(qiu)(qiu)由受其(qi)他未知星(xing)(xing)球(qiu)(qiu)引起(qi)的(de)不穩定擺動。

盡管巨蟹55e表面(mian)溫度接近2700攝氏度，但有(you)些(xie)天文學家(jia)認為巨蟹座(zuo)55e的(de)(de)強大(da)引力可(ke)能(neng)(neng)仍使其(qi)能(neng)(neng)夠保持(chi)一個大(da)氣層。這種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)(de)行(xing)星(xing)被稱為“超級地球”（Super-Earths），即擁有(you)大(da)氣層、體積相(xiang)當于地球10倍的(de)(de)行(xing)星(xing)，一直讓科學家(jia)抱有(you)特殊興趣(qu)，因其(qi)有(you)成為固體的(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性，抑或存(cun)在著液態海洋。這意味著如(ru)果溫度等其(qi)他條件(jian)合適，它們(men)有(you)可(ke)能(neng)(neng)成為潛(qian)在外星(xing)生(sheng)命形式的(de)(de)家(jia)園。

不列(lie)顛哥倫比(bi)亞大(da)學教授馬修斯(si)（Jaymie Matthews）興奮的(de)稱：“這簡直和《星際迷航》（Star Trek）電(dian)影中的(de)柯(ke)克船長所做的(de)事一樣。我們終于實現了(le)(le)——可能還超(chao)越了(le)(le)——童年夢想中的(de)科幻(huan)場景。”

發現機構

該行星發現小組的(de)天(tian)文學(xue)(xue)家來自(zi)包括麻省理(li)工(gong)學(xue)(xue)院、不(bu)列顛哥倫比亞大(da)學(xue)(xue)、史密森(sen)松天(tian)體物理(li)中心以(yi)及(ji)加州圣克魯斯大(da)學(xue)(xue)等(deng)研究機構。

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自從發(fa)現(xian)(xian)(xian)巨(ju)蟹(xie)(xie)座55e行星(xing)(xing)(xing)(xing)，天(tian)文學家(jia)日益發(fa)現(xian)(xian)(xian)更多關于(yu)這顆(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的奇特特征(zheng)，研究人員現(xian)(xian)(xian)已知道(dao)這顆(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)是巨(ju)蟹(xie)(xie)座55e恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(位于(yu)巨(ju)蟹(xie)(xie)星(xing)(xing)(xing)(xing)座)系(xi)統中5顆(ke)系(xi)外行星(xing)(xing)(xing)(xing)其中之(zhi)(zhi)一。由于(yu)巨(ju)蟹(xie)(xie)座55e行星(xing)(xing)(xing)(xing)擁有超密集(ji)質量和極端近距(ju)離軌(gui)道(dao)，從而使它(ta)格(ge)外令天(tian)文學家(jia)關注，它(ta)與恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)(zhi)間(jian)的距(ju)離比水星(xing)(xing)(xing)(xing)和太陽之(zhi)(zhi)間(jian)距(ju)離近26倍。

這項最新斯皮策觀(guan)測顯示，巨蟹座55e行(xing)星朝向(xiang)恒星的一(yi)側非常熾熱(re)，溫度接近于1726攝(she)氏度。這顆行(xing)星很可能是一(yi)個(ge)黑(hei)暗的星球(qiu)，它缺少充實(shi)的大氣層來加熱(re)朝向(xiang)恒星的反向(xiang)一(yi)側。

更為奇(qi)特的是，這(zhe)顆行(xing)星遍布淤泥，之(zhi)(zhi)前斯皮策望遠鏡的觀測數據(ju)顯(xian)示巨蟹座55e行(xing)星五分之(zhi)(zhi)一質量是由(you)較(jiao)輕元素構成，其中(zhong)包括(kuo)水，但是極端熾熱的溫度和大氣壓力在這(zhe)顆行(xing)星表面形成一種“超臨(lin)界流體(supercritical fluid)”狀態。

超(chao)臨(lin)界流體(ti)(ti)可(ke)(ke)以想像成為液(ye)體(ti)(ti)狀(zhuang)態下的氣體(ti)(ti)，它存在(zai)(zai)于極端大氣壓力和(he)溫(wen)度環境。在(zai)(zai)地球上，在(zai)(zai)蒸(zheng)汽發動機中水可(ke)(ke)以達到超(chao)臨(lin)界流體(ti)(ti)狀(zhuang)態。

之前在(zai)對巨蟹座55e行星(xing)的(de)(de)研究中，采用一種叫做凌日法的(de)(de)技術來分析(xi)這(zhe)顆行星(xing)途經主(zhu)恒星(xing)前方時所發生的(de)(de)變化，在(zai)這(zhe)項最新研究中，天文學家使用斯皮策望遠(yuan)鏡勘測到巨蟹座55e行星(xing)自身釋放的(de)(de)紅(hong)外光線。

斯(si)皮(pi)策望遠(yuan)鏡(jing)對巨(ju)蟹(xie)座(zuo)55e行星的最新(xin)觀測(ce)結(jie)果與超臨界流體水世界理論相吻合，這顆行星很(hen)可能(neng)是覆蓋超臨界流體水的巖石星球，并在星球表面(mian)形成(cheng)蒸汽層。

比利時列日大(da)學邁克(ke)爾-吉倫(lun)(lun)首席調查(cha)員邁克(ke)爾-吉倫(lun)(lun)(Michael Gillon)說：“這(zhe)(zhe)非常類似于海王星(xing)(xing)，如果將海王星(xing)(xing)軌(gui)道(dao)距(ju)離更(geng)接近太陽，將觀測(ce)到它的大(da)氣層出現蒸發現象(xiang)。”這(zhe)(zhe)項研(yan)究報告詳細情況發表在《天體(ti)物理學雜志》上。

2003年，美國宇航局投資7.7億美元建造的(de)斯皮策太(tai)空望遠(yuan)鏡發射升空，當前處(chu)于延長任(ren)務(wu)期(qi)，主要進行宇宙(zhou)紅外線觀(guan)測研究。美國宇航局官(guan)員表示，在延長任(ren)務(wu)期(qi)中，望遠(yuan)鏡工程師調整(zheng)了幾項(xiang)觀(guan)測設置，從(cong)而有助于實現(xian)行星(xing)觀(guan)測最優(you)化效(xiao)果。

美(mei)國(guo)宇航局下一(yi)個重要紅外太空觀測平臺――詹姆斯·韋伯太空望遠鏡預計于2018年發射，它(ta)將潛在揭(jie)曉巨蟹座55e行星(xing)和其(qi)他(ta)類似超地球行星(xing)更多的詳細情況。

美國宇航局噴氣推進實驗室斯皮策(ce)項目科學家邁克(ke)爾(er)(er)-維(wei)爾(er)(er)納(Michael Werner)說：“我們可以想(xiang)像40年前，當時還(huan)未發現(xian)系外行星，正是基于斯皮策(ce)望遠鏡(jing)的優異性能，它(ta)能夠(gou)適應(ying)新(xin)的宇宙探索領域，并獲得突破性天文發現(xian)。”

最新特征

天文學(xue)家觀測到(dao)一個“超(chao)級地球(qiu)”的溫度(du)變化(hua)異(yi)常劇(ju)烈——這是(shi)科(ke)學(xue)家第一次觀察(cha)到(dao)太(tai)陽系(xi)之外巖質行(xing)星的大(da)氣(qi)變化(hua)——據信(xin)它可能是(shi)由大(da)量(liang)的火(huo)山活動引起的，進一步增(zeng)加了這顆“鉆石行(xing)星”的神秘性(xing)。

“這是我們首次觀察到系(xi)外(wai)行星(xing)放出變(bian)化如此劇烈的(de)光線，”劍橋大學(xue)天文(wen)研究所(suo)的(de)尼庫·馬杜蘇丹博(bo)士說(shuo)，“在此之前，天文(wen)學(xue)界(jie)尚未(wei)探測到任何(he)其他‘超級(ji)地球’的(de)熱(re)輻射信息和表面(mian)活動信息。”

劍橋(qiao)大(da)學(xue)的科學(xue)家們(men)首次探測到(dao)太陽系(xi)之外(wai)巖質行星的大(da)氣變(bian)化(hua)，同時還發(fa)現在兩年(nian)的時間(jian)內溫度變(bian)化(hua)了(le)近(jin)三倍。盡管研究者很(hen)快(kuai)指出變(bian)化(hua)的誘(you)因(yin)還需要(yao)進一步研究，但是他們(men)相(xiang)信行星表面的大(da)量火山(shan)活(huo)動很(hen)可能是原因(yin)所在。掌(zhang)握窺視巖質超級地(di)球的大(da)氣層以及觀察表面環境的能力，是邁向確認(ren)系(xi)外(wai)宜居行星的一個重要(yao)里(li)程(cheng)碑。

借助于(yu)美國(guo)航空航天局的(de)(de)斯皮(pi)策空間望遠鏡，科(ke)(ke)學家們觀察(cha)到了(le)系(xi)外行(xing)星發出的(de)(de)熱輻射。這顆系(xi)外行(xing)星名為巨蟹座55e，圍繞(rao)著(zhu)一(yi)(yi)顆類(lei)太陽恒星旋(xuan)轉，位(wei)于(yu)40光年之外的(de)(de)巨蟹座。科(ke)(ke)學家首次發現了(le)快速的(de)(de)環境變化，行(xing)星白晝側的(de)(de)溫度(du)(du)在(zai)1000至2700攝(she)氏度(du)(du)之間擺(bai)動。科(ke)(ke)學家相信這樣的(de)(de)溫度(du)(du)變化可能是(shi)由巨大的(de)(de)氣體流和塵埃流造(zao)成的(de)(de)，而這些流束的(de)(de)起(qi)因很(hen)可能是(shi)火山。火山活(huo)動具有異(yi)常高的(de)(de)活(huo)動頻率，高于(yu)木衛(wei)一(yi)(yi)——太陽系(xi)中地(di)質最活(huo)躍的(de)(de)天體。

科(ke)學(xue)家們之前研究的(de)(de)(de)(de)系外行(xing)(xing)星(xing)(xing)大多數都是(shi)類(lei)似于土星(xing)(xing)和土星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)大型氣(qi)體行(xing)(xing)星(xing)(xing)，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)他們體積大，相(xiang)(xiang)對容(rong)易被發(fa)現。最(zui)近(jin)幾年，科(ke)學(xue)家們已(yi)經能夠測繪很多氣(qi)體行(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)環境，但(dan)是(shi)研究質量(liang)為(wei)地球(qiu)一倍(bei)至(zhi)十(shi)倍(bei)之間的(de)(de)(de)(de)超級(ji)地球(qiu)仍然是(shi)困難重重。之前關于巨蟹座55e的(de)(de)(de)(de)觀測顯(xian)示它含有豐富的(de)(de)(de)(de)碳，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhu)它是(shi)由鉆石構成的(de)(de)(de)(de)。科(ke)學(xue)家們相(xiang)(xiang)信，它是(shi)第一個主要由鉆石構成的(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)。然而，這(zhe)次新的(de)(de)(de)(de)發(fa)現很大程度上攪渾了早期的(de)(de)(de)(de)判斷，并且開啟了新問題(ti)。