迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)超過4500顆系外行星了。這些行星最大的質(zhì)量是木星的好幾倍，最小的體積和月球差不多大。至于更小的系外行星，不是不存在，而是小到讓我們難以發(fā)現(xiàn)。
發(fā)現(xiàn)系外行星都如此困難，就更不用說發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星了。但是在太陽系內(nèi)，衛(wèi)星的數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于行星的數(shù)量。僅僅木星這一顆行星，就有79顆衛(wèi)星，更別提有些小行星也有衛(wèi)星的情況了。我們有理由相信，銀河系內(nèi)其他恒星系統(tǒng)中衛(wèi)星的數(shù)量也比行星多得多。
最近，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆系外衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星的體積，甚至比地球還要大……
這已經(jīng)是天文學(xué)家第二次疑似發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星了，在2017年的時候，哥倫比亞大學(xué)David Kipping博士所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就曾經(jīng)報(bào)告疑似發(fā)現(xiàn)了一顆系外衛(wèi)星。值得一提的是，這一次取得重大發(fā)現(xiàn)的，還是他的團(tuán)隊(duì)。在最近的《自然-天文學(xué)》雜志上，他們介紹了自己的最新成果。
這顆衛(wèi)星位于5500光年外，它的宿主行星是Kepler 1708b。這顆行星本身就非常巨大，質(zhì)量可能達(dá)到了木星的4倍。它的衛(wèi)星也非常驚人，這顆被命名為Kepler 1708b-i的衛(wèi)星，半徑達(dá)到了地球的2.6倍。也就是說，太陽系八大行星中，有四顆都比它??！
要知道，太陽系內(nèi)最大的衛(wèi)星木衛(wèi)三半徑也只有2631公里，只有地球的40%左右，也就是Kepler 1708b-i的1/10！
而且，太陽系內(nèi)比地球大的行星中半徑最小的就是海王星，也有地球的4倍左右，是一顆氣體行星。這中間的差距太大，以至于天文學(xué)家無法判斷一顆行星到底要有多大的半徑就可以成為氣體行星?；蛟S像Kepler 1708b-i這樣達(dá)到地球2.6倍的情況下，就足以成為氣體星球了。如果真的是這樣，這將會是一顆氣體衛(wèi)星！
那么，天文學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)這顆衛(wèi)星的呢？
其實(shí)，發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星的手段，無外乎是從發(fā)現(xiàn)系外行星的手段中選取。這一次研究人員用到的，就是我們經(jīng)常介紹的方法——凌日法。
連它的宿主行星Kepler 1708b本身，也是利用這個方法被發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)它運(yùn)行到宿主恒星和地球之間的時候，天文學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡就會捕捉到明顯的恒星亮度的下降，并且這種下降的頻率非常穩(wěn)定，意味著有一顆行星穩(wěn)定地進(jìn)行著公轉(zhuǎn)。
在Kepler 1708b導(dǎo)致宿主恒星亮度略微下降之后的一段時間內(nèi)，Kipping博士等人又發(fā)現(xiàn)了恒星亮度的另一次亮度下降，只不過比行星導(dǎo)致的變化要小一些。
得到這樣的信號，并不一定就意味著發(fā)現(xiàn)了系外衛(wèi)星。和其他許多天文發(fā)現(xiàn)一樣，研究人員首先要排除可能的干擾因素。根據(jù)Kipping博士的說法，他們把可能導(dǎo)致干擾的因素都排查了一遍，發(fā)現(xiàn)這個信號始終存在，這意味著它的確是某種宇宙天體導(dǎo)致的結(jié)果。
隨后再根據(jù)凌日的效果，研究人員才推測，他們發(fā)現(xiàn)的就是一顆系外衛(wèi)星。它和宿主行星的距離相當(dāng)于行星半徑的12倍，這和木星系中木衛(wèi)二的半長軸與木星半徑的關(guān)系相似。
即便如此，對于如此巨大的系外衛(wèi)星，他們?nèi)匀槐硎痉浅２豢伤甲h。所以他們推測，Kepler 1708b-i原本可能就是一顆行星，再一次近距離接觸Kepler 1708b的時候被后者的強(qiáng)大引力所吸引，從此變成了一顆衛(wèi)星。
這樣的情況發(fā)生的概率的確很低，但是考慮到理論上銀河系內(nèi)存在著海量的系外衛(wèi)星，多小概率的事件都是有可能發(fā)生的。而且，鑒于目前的觀測能力，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的系外衛(wèi)星就只有這兩顆，根據(jù)Kipping博士的說法：在所有的觀測之中最先被探測到的，通常都是最奇葩的那部分。
的確如此，上一次他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的系外衛(wèi)星，也是一個奇葩。那顆衛(wèi)星名叫Kepler 1625b-i，同樣非常巨大。其宿主行星的質(zhì)量是木星的10倍，它本身的質(zhì)量也和海王星差不多大，二者的距離大約是300萬公里。針對這種像海王星一樣大的系外衛(wèi)星，Kipping博士還專門起了個名字——類海王衛(wèi)星（Nept-moon）。
對于天文學(xué)家來說，目前能夠發(fā)現(xiàn)的系外衛(wèi)星只能是最巨大的那部分，因?yàn)槲覀兊挠^測能力還相當(dāng)有限，它們又是最容易被發(fā)現(xiàn)的。
即便如此，在發(fā)現(xiàn)了疑似的系外衛(wèi)星信號時，天文學(xué)家也要非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)嘏懦渌蓴_因素。根據(jù)華盛頓大學(xué)的Eric Agol的說法：“這或許僅僅是數(shù)據(jù)出現(xiàn)了一個小波動，也可能是來自于恒星或者儀器本身產(chǎn)生的噪音?！?/p>
其實(shí)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的疑似系外衛(wèi)星已經(jīng)很多次了，不過最終基本都被確認(rèn)是觀測誤差導(dǎo)致的。就連2017年發(fā)現(xiàn)的Kepler 1625b-i，也一直存在著比較大的爭議。至于這一次發(fā)現(xiàn)的Kepler 1708b-i，究竟有著怎樣的身份，即便發(fā)現(xiàn)它的團(tuán)隊(duì)非常有信心，但其他天文學(xué)家認(rèn)為必須要進(jìn)一步確認(rèn)才可以。
不論是已經(jīng)垂垂老矣的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，還是剛剛升空的詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡，都具有驗(yàn)證這顆系外衛(wèi)星是否真實(shí)存在的能力。不過，它們的觀測時間都被排得很滿，恐怕抽不出時間來。
而且，對Kepler 1708b-i的觀測也有嚴(yán)格的時間限制，因?yàn)镵epler 1708b繞宿主恒星公轉(zhuǎn)的周期大約是2年，所以我們每2年才能獲得一次觀測它的機(jī)會。這也要求Kepler 1708b-i在宿主行星下一次凌日的時候，它自己也恰好處在Kepler 1708和地球之間，并且沒有被Kepler 1708b所遮擋。
總之，這顆衛(wèi)星究竟是否真實(shí)存在，仍然很難蓋棺定論，除非人類有更加先進(jìn)的探測方法。我們都知道銀河系內(nèi)一定有數(shù)不勝數(shù)的系外衛(wèi)星，但卻不知道該怎么尋找它們。
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