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巨(ju)蟹(xie)座55e是(shi)一顆環繞著巨(ju)蟹(xie)座55A的(de)(de)太陽系外行星(xing)(xing)，大小是(shi)海(hai)王星(xing)(xing)的(de)(de)51%，直徑(jing)達(da)2.55萬(wan)公(gong)里，質量和密度分別是(shi)地(di)球(qiu)的(de)(de)8.63倍和1.07倍，是(shi)至2012年為止發現(xian)的(de)(de)密度最大的(de)(de)固(gu)態行星(xing)(xing)，表面溫度接近2700攝氏度。距離地(di)球(qiu)相當近，為40.2±0.4光年。

2016年(nian)2月(yue)，歐(ou)洲(zhou)太空(kong)總署發布巨蟹座55e圖片(pian)。根據(ju)從NASA斯皮策紅外(wai)望遠鏡的對該(gai)行星兩年(nian)期觀測數據(ju)顯示，兩年(nian)中該(gai)行星溫(wen)度(du)變化幅度(du)就達3倍之多(duo)，表面(mian)溫(wen)度(du)從1000攝氏(shi)度(du)變為2700攝氏(shi)度(du)，變化相當之快。

行星介紹

行星外形

巨(ju)蟹(xie)(xie)座55e（英文：Cancri 55 e）是(shi)一的環繞著巨(ju)蟹(xie)(xie)座55A的太陽系(xi)外行星，表(biao)面多巖石，他(ta)離母恒星很近(jin)，公轉周(zhou)期(qi)不到兩天(tian)。

巨蟹座55e是一顆“超級地(di)球(qiu)(qiu)”，構造為(wei)巖質(zhi)，大小約(yue)(yue)為(wei)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)兩倍，質(zhi)量(liang)約(yue)(yue)為(wei)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)八倍，其(qi)直徑比地(di)球(qiu)(qiu)大2倍達到約(yue)(yue)25512公里，而(er)(er)體積(ji)則達地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)8倍，密度為(wei)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)1.07倍。它和另外四顆行星(xing)一起圍繞著巨蟹座中一顆類似太(tai)陽(yang)恒(heng)星(xing)公轉(zhuan)。巨蟹座55e距離母星(xing)很近(jin)，以至于每年只(zhi)有(you)18個小時(shi)。它還(huan)是潮(chao)汐鎖定的(de)(de)，也就是說不(bu)像地(di)球(qiu)(qiu)這樣自轉(zhuan)，而(er)(er)是有(you)一個永久性的(de)(de)白晝側(ce)和黑夜側(ce)。

自轉周期

美國宇(yu)航(hang)局斯皮策紅外望遠(yuan)鏡探測到巨(ju)蟹座(zuo)55e行(xing)星(xing)的(de)光線，這顆行(xing)星(xing)環繞一顆距離地球41光年(nian)的(de)恒(heng)星(xing)運行(xing)。巨(ju)蟹座(zuo)55e行(xing)星(xing)自(zi)轉一周僅相(xiang)當(dang)于地球18個小時。

發現意義

該行星的(de)發現或將是研究(jiu)行星演(yan)化(hua)、存留的(de)一個重大(da)突破。由于(yu)其(qi)密度接近(jin)于(yu)鉛，且離地球是如此之近(jin)，以至于(yu)人們可以直接用肉眼(yan)觀察到其(qi)母恒星。

雖然巨蟹座55e上面地獄般(ban)的灼熱(re)意(yi)味著(zhu)不可(ke)能有生命存在(zai)，但此(ci)類型的行星仍是科學家迫切希望用望遠(yuan)鏡觀測(ce)的。因(yin)為母(mu)恒星明亮(liang)的高(gao)亮(liang)度讓很多種敏感的測(ce)量變得(de)可(ke)行，所(suo)以(yi)巨蟹座55e是一個(ge)測(ce)驗(yan)行星形成、演化和存留的理論的完美(mei)實驗(yan)室。

發現歷程

科學家與2004年(nian)(nian)首(shou)次(ci)發現了巨蟹座(zuo)55。而發現巨蟹座(zuo)55e行星(xing)的(de)加拿(na)大(da)空(kong)間望遠鏡“MOST”是科學家觀察研究這個“超級地球”最直接(jie)的(de)手(shou)段和方法。“MOST”造價(jia)低廉，僅有手(shou)提箱般大(da)小，2003年(nian)(nian)由加拿(na)大(da)太空(kong)總署發射，受(shou)命觀測10顆星(xing)球。其最初僅預定工作一(yi)年(nian)(nian)時間，但8年(nian)(nian)過去了MOST卻(que)仍(reng)然運行良好，共(gong)已經觀測了超過2000顆星(xing)球。

據科學(xue)家介紹，母(mu)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)巨蟹(xie)(xie)(xie)座55A距(ju)地球(qiu)大約40光年距(ju)離(li)(li)，和太陽一樣是一顆黃矮星(xing)(xing)(xing)，在(zai)之后兩(liang)個月中人們(men)可用肉眼在(zai)巨蟹(xie)(xie)(xie)星(xing)(xing)(xing)座中觀察到它。當巨蟹(xie)(xie)(xie)55座e處于白晝時，其(qi)母(mu)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)看上去會比夜間(jian)大60倍(bei)，亮(liang)度(du)則是夜間(jian)的(de)(de)3600倍(bei)。巨蟹(xie)(xie)(xie)座55e是一個4行(xing)星(xing)(xing)(xing)系統的(de)(de)組(zu)成部分，自1997年來一直處于科學(xue)家的(de)(de)監視(shi)下，由于發(fa)現(xian)其(qi)密(mi)度(du)之高、同地球(qiu)的(de)(de)距(ju)離(li)(li)之近而引起(qi)了關注。此行(xing)星(xing)(xing)(xing)系統是通過(guo)“多普勒方法(fa)”發(fa)現(xian)的(de)(de)，此方法(fa)可測(ce)量某星(xing)(xing)(xing)球(qiu)由受其(qi)他(ta)未知星(xing)(xing)(xing)球(qiu)引起(qi)的(de)(de)不(bu)穩定擺動。

盡管巨蟹55e表(biao)面溫度接近2700攝氏度，但(dan)有些天(tian)文學家認為(wei)巨蟹座55e的(de)強大引力可(ke)能(neng)仍使其能(neng)夠保持一個大氣層。這種類型的(de)行(xing)星被稱為(wei)“超級地球(qiu)”（Super-Earths），即(ji)擁有大氣層、體積相當于地球(qiu)10倍的(de)行(xing)星，一直讓科(ke)學家抱有特殊興趣，因其有成(cheng)為(wei)固體的(de)可(ke)能(neng)性，抑或存在(zai)著(zhu)液態(tai)海洋。這意味著(zhu)如(ru)果溫度等(deng)其他條件(jian)合(he)適，它們有可(ke)能(neng)成(cheng)為(wei)潛在(zai)外星生命形(xing)式的(de)家園(yuan)。

不列顛(dian)哥倫比亞大學教授馬修斯（Jaymie Matthews）興奮的(de)稱(cheng)：“這簡(jian)直和(he)《星際迷航》（Star Trek）電影中的(de)柯克船(chuan)長所做的(de)事一(yi)樣。我(wo)們終(zhong)于(yu)實現(xian)了(le)——可能還超越了(le)——童(tong)年夢想中的(de)科(ke)幻場景。”

發現機構

該行星發現小組的天(tian)文(wen)學家(jia)來自包(bao)括麻(ma)省理(li)工學院、不列顛哥(ge)倫比亞大學、史密(mi)森松天(tian)體物理(li)中心以(yi)及加州圣克魯斯大學等研究機(ji)構。

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自(zi)從發(fa)現巨(ju)蟹座55e行(xing)星(xing)，天(tian)文(wen)學家(jia)日(ri)益發(fa)現更多關(guan)于(yu)這顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)的(de)奇特特征，研究人(ren)員現已知道這顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)是(shi)巨(ju)蟹座55e恒(heng)星(xing)(位于(yu)巨(ju)蟹星(xing)座)系統中5顆(ke)(ke)系外(wai)行(xing)星(xing)其中之(zhi)(zhi)(zhi)一。由(you)于(yu)巨(ju)蟹座55e行(xing)星(xing)擁有超密集質量和極(ji)端近距離(li)軌道，從而使它(ta)格(ge)外(wai)令(ling)天(tian)文(wen)學家(jia)關(guan)注，它(ta)與恒(heng)星(xing)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)的(de)距離(li)比水星(xing)和太(tai)陽之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)距離(li)近26倍。

這(zhe)項(xiang)最(zui)新斯皮策(ce)觀測(ce)顯示，巨蟹座55e行星朝向恒星的(de)一側(ce)(ce)非常熾熱(re)，溫度接(jie)近于1726攝氏度。這(zhe)顆行星很(hen)可(ke)能是(shi)一個黑暗(an)的(de)星球，它(ta)缺少充(chong)實(shi)的(de)大氣層來加熱(re)朝向恒星的(de)反(fan)向一側(ce)(ce)。

更為奇特的(de)是，這(zhe)(zhe)顆行(xing)(xing)星(xing)遍布淤泥，之前(qian)斯(si)皮策(ce)望遠鏡的(de)觀測數據顯示巨蟹(xie)座(zuo)55e行(xing)(xing)星(xing)五分(fen)之一質量是由(you)較輕元素構成，其(qi)中包括水，但是極端熾熱的(de)溫度和大氣(qi)壓力在(zai)這(zhe)(zhe)顆行(xing)(xing)星(xing)表(biao)面形成一種(zhong)“超臨(lin)界流體(supercritical fluid)”狀態(tai)。

超臨界流(liu)體(ti)可以(yi)想像成為(wei)液體(ti)狀態(tai)(tai)下的氣體(ti)，它存在于極(ji)端大(da)氣壓力和溫度環境。在地球(qiu)上，在蒸(zheng)汽(qi)發(fa)動機(ji)中水可以(yi)達到超臨界流(liu)體(ti)狀態(tai)(tai)。

之前在(zai)對巨(ju)(ju)蟹座(zuo)55e行星(xing)的研究中，采用一種叫做凌日法的技術(shu)來(lai)分(fen)析這顆行星(xing)途經主恒(heng)星(xing)前方(fang)時所發生的變化，在(zai)這項最新研究中，天文學家使用斯皮策(ce)望遠(yuan)鏡勘測到(dao)巨(ju)(ju)蟹座(zuo)55e行星(xing)自(zi)身釋(shi)放的紅外光線。

斯皮(pi)策望遠鏡對(dui)巨蟹座55e行(xing)星(xing)(xing)的(de)最新觀測結果與超臨(lin)界(jie)流(liu)體水世(shi)界(jie)理論相吻(wen)合(he)，這顆行(xing)星(xing)(xing)很可能是(shi)覆蓋超臨(lin)界(jie)流(liu)體水的(de)巖石星(xing)(xing)球，并在星(xing)(xing)球表面形(xing)成蒸汽(qi)層(ceng)。

比利(li)時(shi)列日大學(xue)邁克爾-吉倫首席調查員邁克爾-吉倫(Michael Gillon)說(shuo)：“這(zhe)非(fei)常類(lei)似(si)于海王(wang)星(xing)，如果將(jiang)海王(wang)星(xing)軌(gui)道距離(li)更接近太陽，將(jiang)觀測到它的大氣層(ceng)出現蒸發現象。”這(zhe)項研究報告詳細(xi)情況發表在(zai)《天體物理學(xue)雜志》上。

2003年，美國宇(yu)(yu)航局投(tou)資7.7億美元建造(zao)的斯皮策(ce)太空(kong)望(wang)遠鏡發射升空(kong)，當前處于延(yan)長(chang)任務期，主要進(jin)行宇(yu)(yu)宙紅(hong)外線觀測研究。美國宇(yu)(yu)航局官員表示，在延(yan)長(chang)任務期中，望(wang)遠鏡工程(cheng)師調整(zheng)了幾(ji)項觀測設置(zhi)，從(cong)而有助于實現(xian)行星觀測最(zui)優(you)化效(xiao)果。

美國宇航局下(xia)一個重要紅(hong)外(wai)太(tai)空觀測平臺(tai)――詹(zhan)姆斯·韋(wei)伯太(tai)空望遠(yuan)鏡預(yu)計于2018年(nian)發射，它(ta)將潛(qian)在揭(jie)曉巨(ju)蟹座55e行星和(he)其他類似(si)超地球行星更多的詳細情(qing)況。

美國宇(yu)航(hang)局噴氣推進實(shi)驗(yan)室(shi)斯皮策項(xiang)目科學(xue)家邁克爾(er)-維爾(er)納(na)(Michael Werner)說：“我們(men)可以想像40年前(qian)，當時還未發現(xian)(xian)系外行(xing)星，正是基于斯皮策望遠鏡的優異(yi)性能，它能夠適應新的宇(yu)宙(zhou)探索領域，并獲得突破(po)性天文發現(xian)(xian)。”

最新特征

天文學家觀(guan)測(ce)到一個“超級地(di)球”的(de)(de)溫(wen)度變(bian)化(hua)異常劇(ju)烈(lie)——這是科(ke)學家第一次觀(guan)察(cha)到太陽系之外(wai)巖(yan)質行星的(de)(de)大氣變(bian)化(hua)——據信它可(ke)能是由(you)大量的(de)(de)火山(shan)活動引起的(de)(de)，進一步增(zeng)加了這顆“鉆石行星”的(de)(de)神秘性(xing)。

“這是我們(men)首次觀察到系外行(xing)星放出變化如此(ci)劇烈的(de)(de)光線，”劍橋大(da)學(xue)天(tian)文研究所的(de)(de)尼庫(ku)·馬杜蘇丹博士說，“在(zai)此(ci)之前，天(tian)文學(xue)界尚未探(tan)測到任何其(qi)他‘超級地球(qiu)’的(de)(de)熱(re)輻射信息和表(biao)面活動信息。”

劍橋(qiao)大學的(de)(de)(de)科(ke)學家(jia)們(men)首次探測到太陽系之(zhi)外巖(yan)質行(xing)星的(de)(de)(de)大氣(qi)變化(hua)，同時(shi)還發現(xian)在兩(liang)年的(de)(de)(de)時(shi)間內溫度變化(hua)了近三倍(bei)。盡(jin)管研究者(zhe)很快指(zhi)出變化(hua)的(de)(de)(de)誘因(yin)還需要(yao)進一(yi)步研究，但是他們(men)相信行(xing)星表面的(de)(de)(de)大量火(huo)山活動很可能是原因(yin)所在。掌握(wo)窺視巖(yan)質超級地球(qiu)的(de)(de)(de)大氣(qi)層以(yi)及(ji)觀察表面環境的(de)(de)(de)能力，是邁向確認(ren)系外宜居行(xing)星的(de)(de)(de)一(yi)個重要(yao)里程碑(bei)。

借助于(yu)美國航空航天(tian)局的(de)(de)(de)(de)斯皮策(ce)空間望(wang)遠(yuan)鏡，科(ke)學家們觀察到了(le)系外(wai)行(xing)星發出的(de)(de)(de)(de)熱(re)輻射。這顆系外(wai)行(xing)星名為巨蟹(xie)(xie)座55e，圍繞著一顆類太陽恒星旋轉，位于(yu)40光年之(zhi)外(wai)的(de)(de)(de)(de)巨蟹(xie)(xie)座。科(ke)學家首次發現了(le)快速(su)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)變化(hua)，行(xing)星白晝(zhou)側的(de)(de)(de)(de)溫度在(zai)1000至2700攝氏度之(zhi)間擺動(dong)。科(ke)學家相信這樣的(de)(de)(de)(de)溫度變化(hua)可能是(shi)由巨大的(de)(de)(de)(de)氣體流和塵埃流造(zao)成的(de)(de)(de)(de)，而這些流束的(de)(de)(de)(de)起因很(hen)可能是(shi)火(huo)山。火(huo)山活(huo)(huo)動(dong)具有異常高的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)頻率，高于(yu)木衛一——太陽系中(zhong)地質最活(huo)(huo)躍的(de)(de)(de)(de)天(tian)體。

科學(xue)(xue)家們(men)(men)之前研究(jiu)(jiu)的(de)系外行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)大(da)多數都是類(lei)似于(yu)土(tu)星(xing)(xing)和土(tu)星(xing)(xing)的(de)大(da)型氣(qi)體行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)，這是因(yin)為(wei)他們(men)(men)體積大(da)，相對容易被發現(xian)。最近幾年，科學(xue)(xue)家們(men)(men)已經(jing)能夠測繪很多氣(qi)體行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)環境，但是研究(jiu)(jiu)質量為(wei)地球(qiu)一(yi)倍(bei)至十(shi)倍(bei)之間的(de)超級地球(qiu)仍然是困難(nan)重重。之前關于(yu)巨蟹座(zuo)55e的(de)觀測顯示(shi)它(ta)含(han)有豐(feng)富的(de)碳，這意味著它(ta)是由(you)鉆(zhan)石構(gou)成的(de)。科學(xue)(xue)家們(men)(men)相信，它(ta)是第一(yi)個(ge)主要(yao)由(you)鉆(zhan)石構(gou)成的(de)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)。然而(er)，這次新(xin)的(de)發現(xian)很大(da)程度上(shang)攪渾(hun)了(le)早(zao)期的(de)判斷(duan)，并且開啟(qi)了(le)新(xin)問題(ti)。