Kepler-90的八颗行星是如何排列的?
Kepler-90已知有八颗行星,其数量与太阳系相同。但相似之处仅在于行星数量和从内到外行星大体上逐渐变大。最外侧的行星h约332天绕恒星运行一周,其中还有三颗小行星、三颗中型行星和一颗巨行星。即使行星数量相同,轨道间距、各行星所受的能量、大小和质量也可能会有很大不同。
- 8颗 都已确认从恒星前经过的行星
- 约7~332天 从最内侧b到最外侧h的公转周期
- 约在1AU以内 八条轨道都位于比地球与太阳间距还小的范围内
- 约2,545光年 地球到Kepler-90的距离
Kepler-90与太阳系有多相似?
在恒星附近有 b·c·i。半径约为地球的 1.2~1.3 倍的三颗行星,分别在 7 天、8.7 天和 14.4 天内完成一圈。其他 d·e·f 是半径约为地球 2.7~2.9 倍的中等大小行星,周期约为 60 天、92 天、125 天。最外侧的 g 和 h 半径分别约为地球的 8 倍和 11 倍,要大得多。
小行星位于内侧,大行星位于外侧,这一点与太阳系相似。但水星绕太阳运行只需 88 天,而 Kepler-90 中有五颗行星的公转周期比它更短。h 的轨道大小与地球轨道相近,但 Kepler-90 比太阳更大、更明亮,因此 h 接收到的能量也不同于地球。因此,“太阳系缩影”只是行星大致排列的比较,并不意味着环境也相同。
Kepler-90 与太阳系相似之处仅在于行星数量都是八颗,而且外侧行星通常更大。行星之间的距离、质量和气候并不相同。
为什么行星名称与实际距离顺序不同?
按从恒星近到远的顺序读取,行星名称依次为 b-c-i-d-e-f-g-h。第三颗行星是 i 的原因是这颗行星在 2017 年被确认的最晚。系外行星后面的字母并不是表示与恒星的距离,而是表示发现或确认的顺序。
i 不是通过新望远镜发现的,而是在已经存储的开普勒资料中找到的。研究团队将人工判断行星信号的 1.5 万条数据输入人工智能进行学习,然后重新分析了 670 颗已知多颗行星的恒星的微弱信号。人工智能挑选出每 14.4 天重复出现的候选信号,研究团队则单独审查了恒星光影响、双星、仪器噪声和通道形状,确认这些信号确实来自行星。人工智能确定了审查候选的优先顺序,最终判断则通过天文观测和分析完成。
Kepler-90 g和h有什么不同?
开普勒观测到 g 的凌日六次,而 h 的凌日仅三次。这两颗行星互相吸引,会显著改变它们经过恒星前方的时间,因此仅凭少量观测难以准确计算下一次凌日时间和质量。2025 年,研究团队结合十年来恒星运动的 34 次测量数据及已有的凌日时间进行了分析。利用这套计算预测的 2024 年 5 月 g 的凌日也通过地面望远镜重新观测。
包括新观测在内计算的质量显示,g是地球的15.0±1.3倍,h是203±16倍。g的半径与土星相似,但质量小于海王星,因此平均密度非常低。h比g重大约14倍。即使两颗行星在图上都显得很大,也不能认为其内部物质和结构相同。
- 2013~2014年 多项研究确认了凌日信号,并整理了七颗靠近恒星的行星轨道。
- 2017年 神经网络在存档资料中找到了i候选行星,研究团队将其验证为第八颗行星。
- 2024年 地面望远镜在计算预测的时间再次观测到g的凌日。
- 2025年 通过同时分析凌日时间和恒星运动,更新了g、h的质量和下次凌日时间。
Kepler-90中是否还有尚未发现的行星?
已知的八颗行星在从地球看时都会经过恒星前方。这意味着行星的轨道几乎与我们的视线平行。那种轨道稍微倾斜一点的行星不会经过恒星前方,因此无法用这种方法发现。如果行星太小、以至于恒星光的减弱被噪声掩盖,或者公转周期太长、在开普勒观测的约四年时间内未能充分重复经过,也有可能被遗漏。
i的公转周期约为14天,而d的约为60天,两者之间存在比其它区段更大的差异。至于这一空隙中是否真的没有行星,或者有未经过恒星前方或太小而尚未发现的行星,目前尚不得而知。当前已知的八颗行星这一事实只是指已确认的数量,并不意味着该行星系的最终行星数量。
页面上显示的行星是基于大小和代表颜色绘制的图片,而非拍摄到的行星表面照片。八颗行星的掠过现象已被确认,但对于内侧行星的大多数质量、气氛和内部物质,目前仍未有详细了解。
来源
- NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 System
- NASA Science — A Near-Twin of Our Solar System?
- Astronomy & Astrophysics — A Compact Analogue to the Solar System
- The Astrophysical Journal — Validation of Multiple Kepler Systems
- The Astronomical Journal — Identifying Exoplanets with Deep Learning
- The Astronomical Journal — Giant Transit-timing Variations
- The Astronomical Journal — Updated Masses for Kepler-90 g and h