发现像土星一样拥有光环的岩态系外行星

一项新的研究发现，天文学家可能在不知不觉中发现了带有光环的岩态行星，他们把这些行星误认为是其他类型的行星。光环围绕着整个太阳系的气体巨行星，最著名的是环绕土星，但也环绕木星、海王星和天王星。相比之下，太阳系的岩态行星目前都缺乏光环。加州帕萨迪纳市卡内基科学研究所(Carnegie Institution For Science)天文台的天体物理学家安东尼·皮罗(Anthony Piro)说：然而，岩态行星可以有环，例如火星的“月亮火卫一”可能曾经在红色行星周围形成了光环。

带环的岩态行星可能比以前认为的更普遍。图片：Made using Celestia, copyright (C) 2001-2010, Celestia Development Team

随着时间的推移，月球越来越靠近火星，火卫一可能会再次被撕裂成环形——在大约5000万年的时间里。天文学家们可以通过寻找一些微妙的影响来寻找环绕在遥远恒星周围的岩石行星上的环，因为这些行星的光环会随着行星从地球的角度从他们的恒星前面经过而产生。这样的光环可以让这些世界看起来比实际更宽。这就是为什么天文学家们可能会把这些环状行星误认为是另一种类型的世界。科学家们已经研究了围绕太阳系外行星的行星环的想法，而这些行星就像太阳系中的大行星一样，但是围绕更多类地行星的岩石环的想法却受到了较少的关注。

Piro计算出，当行星在恒星面前经过时，天文学家们可能会发现带环的岩石系外行星。多岩石的环状世界可能看起来像所谓的亚海王星行星，这是一种地球上未见过的太阳系。亚海王星的直径是地球的1.6倍，但比海王星要小，大约是地球直径的3.9倍。到目前为止发现的大多数亚海王星都有较低的密度，这表明它们并不完全是岩石，而且科学家们认为这些行星有膨胀的气态大气，富含氢和氦。然而Piro认为一些看起来像亚海王星的行星实际上可能是带环的岩石行星，因此它们的密度似乎很低，因为它们的表面和它们的环之间有巨大的空隙。

鉴于岩石系外行星的直径和密度都差不多，Piro计算出了大约100倍的火卫一团或5%的土星环的质量，大约有10亿年或更长的时间，这意味着天文学家可以实际地探测到环状岩石行星。Piro估计，环绕地球大小的岩石行星可能看起来像直径两到三倍于地球的行星，这和天文学家最近发现的亚海王星不一样。科学家们目前认定的“亚海王星”的所有世界实际上都是带光环的岩石行星。相反，天文学家迄今探测到的亚海王星群可能是发现环状岩石行星的良好开端。一种观察系外行星是亚海王星还是一个带环的岩石世界的方法是，当世界在它的恒星前面经过时，观察它的光在地球上闪耀。当光线通过外行星周围的大气层泄漏时，可以看到一些迹象表明大气是由什么构成的。

被称为gj1214 b或Gliese 1214 b的系外行星发出的光谱表明，这个世界可能有环。但另一种解释是，它只是非常非常多云，如果它有大量的水，就会发生这种情况。在另一种观测系外行星是否有光环的方法中，科学家们可以在行星开始并在其恒星前经过时，在光线中寻找轻微的异常现象。科学家们已经为一些更大的系外行星做了这方面的研究，它们更像是木星的大小，但对于亚海王星来说却没有那么多。未来几代望远镜——如计划于2020年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜或在智利建造的巨型麦哲伦望远镜——可能会更好地探测到围绕岩石系外行星的光环。环绕、多岩石的系外行星真的像是科幻小说里的东西，就像星球大战的星球一样，似乎是很酷的地方。

博科园-科学科普｜文：Charles Q. Choi/Space