Kepler-90的大小改变后,行星信息会如何变化?
开普勒太空望远镜并没有直接测量 Kepler-90 行星的直径,而是测量了每颗行星遮挡了多少星光。要将这一比例转换为实际的行星大小,需要知道中心恒星的半径。例如,如果恒星比之前估计的大 5%,同样遮挡相同星光的八颗行星的半径也会大约增加 5%。因此,对中心恒星的精确测量越准确,行星的大小也越准确。
- 约 6,000K 多项研究计算出的恒星表面温度
- 约为太阳的 1.2 倍 本文计算行星值时使用的恒星质量
- 约为太阳的 1.2 倍 本文计算行星值时使用的恒星半径
- 约 848 秒差距 相当于 2,770 光年的地球距离
如何通过行星遮挡的星光测量其大小?
如果简单假设行星经过恒星的正中央,减少的星光比例大约等于行星半径与恒星半径比例的平方。如果星光减少了万分之一,这意味着行星半径约为恒星半径的百分之一。在这个阶段能够知道的不是实际长度,而是与恒星相比的大小。
必须将Kepler-90的半径定为太阳的1.2倍,才能将那个百分之一换算成公里或地球半径单位。在实际分析中,还会同时计算行星经过恒星的哪一部分、恒星边缘比中心暗多少以及是否混入了其他星光。即便经过这些修正,行星的实际半径仍然取决于中心恒星的半径。
Kepler直接测量的是行星遮挡的星光比例。行星的实际半径是利用这个比例和Kepler-90的半径一起计算出来的。
如何根据公转周期计算行星与恒星的距离?
行星的通过每隔14.4天重复一次,这一点可以直接从恒星的亮度资料中确认。另一方面,行星距离恒星的远近则通过公转周期和中心恒星的质量来计算。恒星的质量如果变化20%,计算出的轨道距离会改变约6%。这种变化会影响同一颗恒星周围八颗行星的距离计算。
要计算行星接受的能量,还需要恒星的半径和温度。恒星越大、越热,释放的能量就越多;行星越远,接收到的能量就越少。因此,即使h的公转周期332天与地球的一年相似,h和地球接收到的能量也未必相同。
Gaia如何测量恒星的距离?
当地球绕太阳公转时,近处的恒星会相对于非常远的恒星显示轻微的移动。Gaia测量了Kepler-90中出现的这些微小角度变化,角度越小意味着恒星越远。目前列表中的约848秒差距相当于约2,770光年。与2017年NASA发布的约2,545光年不同,并不是因为恒星移动了那么多,而是由于Gaia资料和计算方法被更新了。
将从距离和各种类型的光中测得的亮度合并,可以推算出恒星实际发出的总能量。在详细分光观测中,可以得出表面温度以及铁等重元素的比例。研究团队将这些数值与恒星演化模型进行比较,从而计算出质量、半径和年龄。由于每项研究使用的数据和方法不同,结果会有所差异,例如约5,970K和6,238K。约6,000K和太阳约1.2倍是代表多项研究的值,但这并非没有任何误差的测量值。
- 恒星亮度变化 测量通行周期和行星与恒星半径的比率。
- 分光观测 推测恒星的有效温度、金属含量及表面重力。
- Gaia的距离测量 更精确地计算恒星的距离和实际亮度。
- 重新计算行星数值 用新获得的恒星数值更新八颗行星的半径、轨道距离和接受的能量。
如何区分恒星与行星的测量误差?
如果修改恒星的半径,八颗行星的半径也会按相同比例改变。但各行星的测量误差并不完全相同。较小的行星由于掩盖的星光较少,受到噪声的影响更大。像 g 和 h 这样公转周期较长、观测到的凌日次数较少的行星,其周期和轨道计算误差也更大。行星之间相互吸引而改变凌日时间的程度,以及由于行星引力导致恒星运动的程度,也会对质量计算产生额外误差。
因此,如果能够精确测量中心恒星,就可以更准确地计算八颗行星的大小和轨道,但并不意味着可以掌握每颗行星的所有信息。Kepler-90 的温度、半径和质量是解析行星所需的基本参数。要了解每颗行星的质量、大气和内部物质,还需要对每颗行星进行额外观测。
Kepler-90 太过遥远,无法在照片中分辨其圆形表面,看起来就像一个点。温度、质量、半径和距离是通过测量星光及位置变化后,并结合恒星演化模型计算得出的。根据所使用的数据和研究方法,代表值会有所不同。
来源
- NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 Stellar Parameters
- Astronomy & Astrophysics — KIC 11442793 Stellar and Planet Analysis
- The Astronomical Journal — Kepler-90 i Transit Validation
- The Astronomical Journal — Precise Planet Radii with Gaia
- The Astronomical Journal — Gaia–Kepler Stellar Properties Catalog
- The Astronomical Journal — Kepler-90 Radial Velocities and Transit Timing
- NASA Science — Kepler Transit Method