我们又发现了一颗系外卫星

翻译：王启儒

校对：牧夫天文校对组

后期：库特莉亚芙卡 李子琦

责任编辑：毛明远

后台：胡永葳 库特莉亚芙卡 李子琦 董腾晨

哥伦比亚大学的天文学家在翻阅观测数据时意外发现，我们的太阳系外很可能有一颗超大体积卫星正围绕一颗木星大小的行星运行，这或许是人类发现的第二颗系外卫星。该发现一旦得到证实，意味着不论体积或大或小，系外卫星的存在将与系外行星一样普遍。然而验证过程是漫长的，四年前首次发现的那颗系外卫星直到现在仍然不能得到天文学者们一致认同。

过去十年一直在寻找系外卫星的基平教授告诉大家：“到目前为止，天文学家已经发现了超过一万颗系外行星的候选者，研究系外卫星则更具挑战性。研究系外卫星就是在探索某个未知的领域。”

地球与可观测宇宙

Credits：Wikipedia

基平团队在天鹅座和天琴座天区在距地球5,500光年，发现了可能围绕开普勒1708b 行星运行的巨大系外卫星。它的大小约为该团队首次发现的那颗系外卫星的三分之一（该系统由一颗海王星大小的卫星绕一颗木星大小的行星运行）。

基平认为这两颗系外卫星候选者很可能都是体积巨大的气态天体。这些类木卫星起初是以行星的形式存在的，只是后来被拉入到了如开普勒1625b或1708b这样更大行星的轨道。

两颗系外卫星都远离它们的主星，那里的引力较小。它们既可以获得来自宿主行星的引力以维系轨道运动，又不至于被巨大的引力“撕碎“。事实上，研究人员在寻找系外卫星的过程中，正是考虑到在木星和土星共有近200颗卫星。这也为科学家在宽轨道上寻觅寒冷的巨型气体行星提供例证。

基平认为，如果有其他卫星存在，它们的体积不会太大，所以也更难被发现。这些超大行星已经是我们科研观测的极限，更不用说那些体积更小的系外卫星了。

引力透镜效应：天体的引力场可以使得光线弯曲。当引力透镜现象发生时，如果作为透镜的天体是一个带有行星的恒星，那么行星的运动会导致信号变化，特别是大质量行星，它有着显著的引力场

Credits：天文巡天

系外卫星同系外行星一样让天文学家着迷。它们的存在或许将揭示宇宙中生命的起源。天文学家想知道这些系外卫星是如何形成的、它们是否能够维持生命，以及它们是否为宿主行星的宜居发挥作用（如果有的话）。

截至目前，天文学家对美国宇航局开普勒探测器所捕获的气态巨行星样本进行了充分的研究。通过70颗行星样本，他们只发现了一颗候选行星——开普勒 1708b——有卫星的信号。“这个信号的可信度极高，”基平说，“我敢打包票，开普勒1708b就是那颗我们苦苦寻找的拥有卫星围绕的系外行星。”

利用其他空间望远镜（如哈勃空间望远镜）来观测验证上述猜想，可能需要数年时间。基平团队发现的第一个系外卫星历经了四年多的论证，到目前仍饱受争议。在最近的一篇论文中，基平和他的同事展示了一群怀疑论者是如何在计算中错失了开普勒1625b的卫星。与此同时，基平及其同事也将继续寻找其他证据。

行星运行下光信号的变化

Credits：The radial velocity method for finding exoplanets | ESO

华盛顿大学天文学教授埃里克·阿戈尔 (Eric Agol) 表示，他怀疑这一最新信号的真实性，这可能只是由于恒星或仪器造成的数据波动。“

其他人的态度则比较乐观：“这是科研中最棒的阶段，”德国独立天文学者迈克尔·希普克说，“我们发现了一个神秘的天体，接下来的工作要么是确认其为系外卫星候选者，要么就是将其排除。”

在距离地球数百甚至数千光年的地方发现一颗行星甚至一颗卫星绝非易事。观测系外卫星和系外行星只能通过间接手段：当它们经过宿主恒星发生掩星时才能观测到信号变化。用望远镜捕捉这些转瞬即逝的信号是很棘手的，解释光变曲线数据也是如此。系外卫星更难被发现，因为它们更小，掩星时遮挡的光线也更少。

凌星法是检测太阳系外行星的方法

Credits：網路天文館

开普勒探测器的主要任务就是寻找太阳系外行星

Credits：Wikipedia

基平相信这项研究是值得的，因为之前大家对是否存在系外行星的怀疑不比今天对系外卫星的怀疑要小。“我们对这些系外行星一无所知”他说，“但后来它们彻底改变了我们对行星系统形成方式的理解。系外卫星同样会改变我们的认知。”

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来自1923年天文学家哈勃的珍贵照片，通过造父变星人类有了银河系外的概念。图像正中是仙女座星系

Credits：NASA