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开普勒47c

天球赤道座标：星图 19h 41m 11.5s, +46° 55′ 12″
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开普勒-47c
艺术家对开普勒-47系统的印象，和与太阳系内行星及其各自的适居带的比较（按比例调整）。
发现
发现者开普勒太空望远镜
发现日期August 3, 2012年8月3日[1]
凌日法（开普勒太空望远镜）
轨道参数
半长轴1.79 (± 0.015)[2] AU
离心率<1.5[2]
轨道周期300.137 (± 0.072)[2] d
轨道倾角152.855 (± 0.010)[2]
物理特征
平均半径4.92 (± 0.20)[2] R🜨
质量23.17 (± 1.97)[3] M🜨
平均密度1.29+0.32
−0.25 g cm−3
表面重力1.09+0.2
−0.18 g
温度245 K（−28 °C；−19 °F）

开普勒-47c（也称为开普勒-47(AB)-c和通过其开普勒感兴趣对象的名称“KOI-3154.02”）是美国太空总署的开普勒号发现，绕行联星系统开普勒47的三颗行星中最外层的一颗系外行星。该系统还有另外两颗系外行星，距离地球约3,400光年（1,060秒差距)。

特点

质量、半径和温度

开普勒-47c是与天王星和海王星质量和半径接近的系外行星，是一颗气态巨行星[4]。它的表面温度为245 K（−28 °C；−19 °F）[5]。这颗行星的半径为4.62R🜨，没有固体表面[6]。它的质量为23M🜨，可能有稠密的水蒸气大气层[来源请求]。

主恒星

主条目：开普勒47

该行星在环联星轨道中围绕一颗（G-型）和（M-型）联星系统运行。这两颗恒星大约每7.45天互绕一周[2]。这两颗恒星的质量分别为1.04M☉和0.35M☉，半径分别为0.96和0.35R☉[2][1]。它们的温度分别为5636 K和3357 K[2][1]。根据这些恒星特征，该系统的年龄估计可能为40-50亿年。相较之下，太阳大约有46亿年的历史[7]，和5778 K的表面温度[8]。主星有点缺乏金属，金属量（[Fe/H]）为-0.25，相当于太阳总量的56%[1]。这两颗恒星的光度分别为太阳的84%和1%（L☉）[2][1]。

该系统的视星等，或从地球的角度来看它的亮度约为15.8等。因此，它太暗了，肉眼看不见。

轨道

开普勒-47c绕行其母恒星的周期为303日，距离为0.99AU （几乎与地球绕太阳轨道运行的距离相同，即约为1天文单位）[9]。这颗行星接收的太阳光量约为地球的87.3%[5]。与大多数环联星不同，开普勒-47c自形成以来似乎没有经历过重大的迁移[10]。

适居性

艺术家对开普勒-47系统的印象。
参见：联星系统的适居性

开普勒-47c位于母恒星的环联星的适居带中。这颗系外行星的半径为4.63R🜨，这太大了，因此不可能是岩石行星，所以这颗行星本身可能不适合居住。假设它有足够大的卫星，有足够的大气层和压力，可能能够支持液态水和潜在的生命[4]。

对于稳定的轨道，月球的轨道周期之间的比率Ps必须是1/9。例如，如果一颗行星绕其恒星运行需要90天，那么该行星的卫星最大稳定轨道不到10天[11][12]。模拟显示轨道周期小于约45至60天的卫星将安全地与一颗大质量的巨行星或棕矮星结合，该行星绕着距离类太阳恒星1AU的轨道运行[13]。在开普勒-47c的情况下，这实际上与拥有稳定轨道是一样的。

潮汐效应也可以使卫星维持板块构造，这将导致火山活动来调节卫星的温度[14][15]，并产生地球动力学效应，这将给卫星一个强大的磁场[16]。

为了在大约46亿年（地球的年龄）内支持类似地球的大气层，卫星必须具有类似火星的密度，质量至少为0.07M🜨[17]。减少溅射损失的一种方法是让卫星有一个强大的磁场，可以偏转恒星风和辐射带。美国太空总署的伽利略号量测表明，大卫星可能有磁场；它发现木星的卫星盖尼米德有自己的磁层，尽管它的质量只有0.025M🜨[13]。

最小稳定的恒星与环绕联星的行星间隔约为联星间隔的2-4倍，或轨道周期约为联星周期的3-8倍。在所有“开普勒”环联星系统（例如开普勒16b、开普勒451b等）中，最内侧的行星都被发现围绕着这个半径运行。这些行星的半长轴位于这个临界半径的1.09到1.46倍之间。原因可能是迁移在临界半径附近可能会变得效率低下，使行星刚好在这个半径之外[18]。开普勒-47c位于这一临界极限之外，因此其轨道极有可能在数十亿年内保持稳定。

发现

开普勒-47c和开普勒-47b是由美国太空总署和以色列的特拉维夫大学的科学家使用“开普勒”太空望远镜首次发现的[19]。此外，德克萨斯大学奥斯汀分校麦克唐纳天文台的天文学家团队还确定了这两个天体的行星特征[6]。这两颗行星都是在凌日母恒星后发现的，它们似乎都沿着同一平面运行[19]。

意义

在发现开普勒-47c之前，人们认为拥有多颗行星的联星不可能存在。人们认为，母恒星引起的引力问题会导致任何环联星的行星相互碰撞，可能与母恒星之一碰撞，或被抛出轨道[9]。然而，这一发现表明，联星周围可以形成多颗行星，即使在它们的适居带内也是如此[9]；虽然开普勒-47c很可能无法孕育生命，但它可能有可居住的卫星，其它可能支持生命的行星也可能围绕开普勒-47等联星系统运行[4]。

相关条目

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Orosz, Jerome A.; Welsh, William F.; Carter, Joshua A.; et al. Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multi-Planet System. Science. 2012, 337 (6101): 1511–4. Bibcode:2012Sci...337.1511O. PMID 22933522. S2CID 44970411. arXiv:1208.5489v1 可免费查阅. doi:10.1126/science.1228380. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Kepler-47 c. NASA Exoplanet Archive. [July 17, 2016]. （原始内容存档于2023-05-28）. 
  3. ^ Kepler-47. Exoplanets Data Explorer. [July 11, 2016]. （原始内容存档于2023-10-31）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Choi, Charles Q. Newfound 'Tatooine' Alien Planet Bodes Well for E.T. Search. Space.com. September 4, 2012 [January 5, 2013]. （原始内容存档于2023-06-05）. 
  5. ^ 5.0 5.1 Orbit Kepler 47 (AB). hpcf.upr.edu. [6 April 2023]. （原始内容存档于2023-05-28）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Astronomers Find First Multi-Planet System Around a Binary Star. SpaceDaily. September 3, 2012 [January 5, 2013]. （原始内容存档于2022-10-18）. 
  7. ^ Cain, Fraser. How Old is the Sun?. Universe Today. 16 September 2008 [19 February 2011]. （原始内容存档于2010-08-18）. 
  8. ^ Cain, Fraser. Temperature of the Sun. Universe Today. September 15, 2008 [19 February 2011]. （原始内容存档于2010-08-29）. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Tatooine-like double-star systems can host planets. BBC. August 29, 2012 [January 5, 2013]. （原始内容存档于2023-04-25）. 
  10. ^ Lines, S.; Leinhardt, Z. M.; Paardekooper, S.; Baruteau, C.; Thebault, P., Forming Circumbinary Planets: N -Body Simulations of Kepler-34, The Astrophysical Journal, 2014, 782 (1): L11, Bibcode:2014ApJ...782L..11L, S2CID 119214559, arXiv:1402.0509 可免费查阅, doi:10.1088/2041-8205/782/1/L11 
  11. ^ Kipping, David. Transit timing effects due to an exomoon. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2009, 392 (1): 181–189. Bibcode:2009MNRAS.392..181K. S2CID 14754293. arXiv:0810.2243 可免费查阅. doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13999.x. 
  12. ^ Heller, R. Exomoon habitability constrained by energy flux and orbital stability. Astronomy & Astrophysics. 2012, 545: L8. Bibcode:2012A&A...545L...8H. ISSN 0004-6361. S2CID 118458061. arXiv:1209.0050 可免费查阅. doi:10.1051/0004-6361/201220003. 
  13. ^ 13.0 13.1 LePage, Andrew J. Habitable Moons. Sky & Telescope. August 1, 2006 [2024-02-06]. （原始内容存档于2023-03-05）. 
  14. ^ Glatzmaier, Gary A. How Volcanoes Work – Volcano Climate Effects. [29 February 2012]. （原始内容存档于23 April 2011）. 
  15. ^ Solar System Exploration: Io. Solar System Exploration. NASA. [29 February 2012]. （原始内容存档于16 December 2003）. 
  16. ^ Nave, R. Magnetic Field of the Earth. [29 February 2012]. （原始内容存档于2012-03-11）. 
  17. ^ In Search Of Habitable Moons. Pennsylvania State University. [2011-07-11]. （原始内容存档于2019-06-01）. 
  18. ^ Welsh, William F.; Orosz, Jerome A.; Carter, Joshua A.; Fabrycky, Daniel C. Recent Kepler Results On Circumbinary Planets. Proceedings of the International Astronomical Union. 2014, 8 (S293): 125–132. Bibcode:2014IAUS..293..125W. ISSN 1743-9213. arXiv:1308.6328 可免费查阅. doi:10.1017/S1743921313012684 可免费查阅. 
  19. ^ 19.0 19.1 Shamah, David. New worlds discovered, courtesy of US-Israel team. The Times of Israel. August 30, 2012 [January 5, 2013]. （原始内容存档于2012-10-31）. 


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