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克卜勒90

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克卜勒90
KOI-351

克卜勒90(KOI-351)行星系統與內太陽系比較(2017年12月14日)
特性
光譜分類F9V
觀測資料
曆元 2000
星座 天龍座
星官
赤經 18h 57m 44.038s
赤緯 +49° 18′ 18.58″
視星等(V) 14.0
天體測定
距離2545 ± 326 ly
(780 ± 100 pc)
詳細資料
克卜勒90
質量1.2 ± 0.1 M
半徑1.2 ± 0.1 R
表面重力 (log g)4.4
亮度1.77 L
溫度6080+260
−170
K
金屬量-0.12 ± 0.18
自轉速度 (v sin i)4.6 ± 2.1 km/s
年齡~2 Gyr
其他命名
KIC 11442793, KOI-351

克卜勒90(英語:Kepler-90),又稱KOI-351,是一顆位於天龍座恆星[1]目前發現它擁有八顆太陽系外行星,與太陽系行星數目相同,兩者同為已知擁有最多行星的恆星系統之一。[2]

早在2013年,克卜勒90就已被確認有七顆行星,是已知太陽系外恆星中發現行星數量最多的恆星。2017年12月14日,美國國家航空暨太空總署(NASA)和谷歌(Google)共同宣布發現克卜勒90系統的第八顆行星克卜勒90i,該發現藉助了由谷歌研發的機器學習系統,這是少數透過人工智慧協助發現的系外行星(此次發現的兩顆行星為克卜勒90i與克卜勒80g),同時也使克卜勒90和太陽並列為已知擁有最多行星的恆星。[3]

恆星性質

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克卜勒90與太陽相似,其恆星光譜為G型或F型,即其顏色為黃色或黃白色。(太陽是G型主序星)這顆恆星的質量為太陽質量的1.13倍,半徑為太陽半徑的1.2倍,而有效溫度則為5930 K,比太陽的有效溫度5777K稍高。而這顆恆星的金屬量則為-0.17 ± 0.21,比太陽低數倍。[4]克卜勒90擁有8顆行星,與太陽系數目相同。克卜勒90與太陽系非常相似,唯一不同之處在於其行星系與母星的距離相差很大。[5]

行星系統

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克卜勒90距離地球約2,500光年,其行星系結構近似於太陽系類地行星皆位於內側,而外側都是類木行星。其中六顆內行星屬於超級地球迷你海王星,而其餘兩顆外行星則為氣體巨行星。但綜觀整個行星系,即使是最外側的行星h,軌道大小也還不及地球,因此克卜勒90行星系常被暱稱為「迷你版的太陽系」。[4]

天文學家是透過凌日法這個系外行星偵測法來發現克卜勒90的行星的。但是,使用這個方法的壞處是天文學家只能找出這些行星的大小,而非質量。[6]在該行星系中,克卜勒90b是行星系中最接近恆星的行星,而克卜勒90h則是行星系中距離恆星最遠的行星。[5]

根據德國新聞網站本地英語The Local德國航空太空中心的天體物理學家於2013年10月28日指出他們發現了「至今距離太陽最遠的系外行星系。」[7]

克卜勒90的行星系[8]
成員
(依恆星距離)
質量 半長軸
(AU)
軌道週期
()
離心率 傾角 半徑
b 0.074 ± 0.016 7.008151 89.4° 1.31145066 R
c 0.089 ± 0.012 8.719375 89.68° 1.18815188 R
i 0.1234 14.44912 89.2° 1.32 R
d 0.32 ± 0.05 59.73667 89.71° 2.88070786 R
e英語Kepler-90e 0.42 ± 0.06 91.93913 89.79° 2.66773724 R
f英語Kepler-90f 0.48 ± 0.09 124.9144 0.01 89.77° 2.89191684 R
g英語Kepler-90g <0.8 MJ 0.71 ± 0.08 210.60697 89.8° 8.1265105 R
h <1.2 MJ 1.01 ± 0.11 331.60059 89.6° 11.3210698 R
克卜勒90行星系統與太陽系的比較

克卜勒90b、c和i

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前三顆最接近克卜勒90的行星由近至遠依序為克卜勒90b、c和i,三者都是類地行星。雖然是半徑最小的三顆行星,它們都是超級地球,半徑分別比地球大31%、19%和32%。[9][10]其中b和c除了大小類似外,兩者的軌道週期正好呈現4:5的比例:b的軌道週期是7天,而c約是8.7天,當b繞行完母恆星5次時,c正好也繞行母恆星轉了4次,令到克卜勒90、b和c處於天體位置[9]這是典型的軌道共振現象,這個效應亦可見於木星四顆內衛星木衛一的平均軌道週期與木衛二呈2:1的軌道共振,和木衛三則有著4:1的軌道共振,此即木衛一每繞行木星兩圈,木衛二即繞行一圈;而木衛一每繞行四圈,木衛三便繞行一圈。[11]

克卜勒90i發現於2017年,是由谷歌工程師 Christopher Shallue 和德州奧斯汀大學的天文學家 Andrew Vanderburg 沿著原先被忽略的微弱訊號找到的。i的軌道介於c和d之間,以約14.45天的週期繞行母恆星,表面溫度約709 K(約436°C),與水星的最高溫差不多。[9]

克卜勒90d、e和f

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克卜勒90d、e和f都是迷你海王星,它們的軌道與水星的軌道相近,尤其是克卜勒90e。克卜勒90e的軌道週期為91.9天,與水星的軌道週期(87.969天)只差4天。在規模方面,d、e和f的半徑分別是地球半徑的2.9倍、2.7倍和2.9倍,它們均可被歸類為超級地球或迷你海王星。[12]由於其質量只是估算得出的,因此天文學家們仍然無法確定它們是屬於超級地球還是迷你海王星。值得注意的是,d、e和f亦有軌道共振的現象出現,而d、e和f的半長軸比例為的2:3:4。d的平均軌道週期與e有3:2的軌道共振,和f有2:1的軌道共振,即d每繞行克卜勒90三周,e即繞行兩周;而d每繞行兩周,f繞行一周。[1]

克卜勒90g和h

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克卜勒90g和h都是氣體巨行星,它們的規模是行星系中最大的,g和h的半徑分別是地球半徑的8倍和11倍,而兩者的軌道週期則為211天和331天。它們的半徑與太陽系中的木星(10.517地球半徑)和土星(9.449地球半徑)相似,而軌道週期則與金星(225天)和地球(365天)相似。另外,g很可能有衛星。[1]g與克卜勒90的距離為1.01 AU,僅稍大於地球(1 AU)。[10]相比起太陽系最外圍行星海王星與太陽的距離(30.1 AU)小很多。[13]

參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Cabrera et al. The Planetary System to KIC 11442793, Astrophysical Journal (submitted)
  2. ^ Lovis, C; et al. The HARPS search for southern extra-solar planets XXVII. Up to seven planets orbiting HD 10180: probing the architecture of low-mass planetary systems. Astronomy & Astrophysics. August 8, 2010, 528. Bibcode:2011A&A...528A.112L. arXiv:1011.4994可免費查閱. doi:10.1051/0004-6361/201015577. 
  3. ^ Chou, Felecia; Hawkes, Alison; Northon, Karen. Release 17-098 - Artificial Intelligence, NASA Data Used to Discover Eighth Planet Circling Distant Star. NASA. 14 December 2017 [14 December 2017]. (原始內容存檔於2017-12-17) (英語). 
  4. ^ 4.0 4.1 exopanet.eu: Planet KOI-351 h 網際網路檔案館存檔,存檔日期2013-11-02., abgerufen am 29. Oktober 2013.
  5. ^ 5.0 5.1 DLR: Zweites Sonnensystem entdeckt頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), abgerufen am 29. Oktober 2013.
  6. ^ Planet Hunters VI: The First Kepler Seven Planet Candidate System and 13 Other Planet Candidates from the Kepler Archival Data
  7. ^ Węglowy Szowinista: Kepler-90 – miniaturowy Układ Słoneczny. [2013-12-02]. (原始內容存檔於2016-03-10). 
  8. ^ Kepler-90 Catalog - Exoplanet.eu. [2022-06-25]. (原始內容存檔於2022-03-31). 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 NASA Exoplanet Archive. Kepler-90. NASA/Caltech. NASA Exoplanet Science Institute. [2017-12-18]. (原始內容存檔於2019-08-22). 
  10. ^ 10.0 10.1 Exploring the Tiny Planetary System of Kepler-90 - Planet Hunters. [2013-12-02]. (原始內容存檔於2021-04-16). 
  11. ^ Lopes, R. M. C.; et al. Lava Lakes on Io: Observations of Io's Volcanic Activity from Galileo NIMS During the 2001 Fly-bys. Icarus. 2004, 169 (1): 140–174. Bibcode:2004Icar..169..140L. doi:10.1016/j.icarus.2003.11.013. 
  12. ^ The Planetary System to KIC 11442793: A Compact Analogue to the Solar System
  13. ^ Stern, S. Alan; Colwell, Joshua E. Collisional Erosion in the Primordial Edgeworth-Kuiper Belt and the Generation of the 30–50 AU Kuiper Gap. The Astrophysical Journal (Geophysical, Astrophysical, and Planetary Sciences, Space Science Department, Southwest Research Institute). 1997, 490 (2): 879–882. Bibcode:1997ApJ...490..879S. doi:10.1086/304912.