飞马座51b（一颗系外行星）

介绍

飞马座51b

飞马座51b

1995年，瑞士天文学家曾在此发现了太阳系外的第一颗像木星一样的行星。

命名

飞马座51b是这颗行星的官方名称。和所有其他系外行星一样，“b”表示它是在其母星周围发现的第一颗行星，如果以后还将发现新的行星，那么将会以“c”、“d”、“e ”等为之命名。所有的系外行星都以小写字母表示，以区别于联星系统中的各颗恒星（以大写字母表示）。

虽然未得到官方认可，但是“柏勒洛丰”通常也被用来称呼这颗行星。柏勒洛丰原为希腊英雄，他曾经驯服了珀伽索斯（即飞马）。该神话与其所在的星座飞马座有直接关系。作为一个非正式名称，“柏勒洛丰”经常被用来显示该行星与太阳系行星的相似之处。此外，只有两颗系外行星拥有非官方或非正式名称(即欧西里斯和玛土撒拉)。

发现

1995年10月6日，麦克·梅耶和迪迪尔·奎洛兹在《自然》杂志上发表文章，宣称他们利用径向速度法，通过上普罗旺斯天文台的埃洛迪摄谱仪发现了这颗行星。

飞马座51b

最初，麦克·梅耶和迪迪尔·奎洛兹是使用能够探测到大约70米/秒的恒星谱线的微弱、规律的速度变化的高敏分光镜发现该行星的。这种谱线变化是由该行星在700万公里的距离上对恒星的引力效应造成的。

飞马座51b的发现是天文学上的一座里程碑，它使科学家认识到在短周期轨道上亦可能存在巨行星。而当天文学家们认识到利用现有技术寻找地外行星的价值之后，更多的天文望远镜被用于搜寻系外行星，从而在太阳系周边区域发现了大量的系外行星。

物理特性

自该行星被发现之后，许多天文团队通过观测证实了该行星的存在，并获取了大量观测数据。科学家发现该行星的轨道周期为4地球日，其轨道与母星的距离比水星与太阳的距离近得多，它的轨道速度为136公里/秒。该行星的质量下限为木星质量的一半（约为地球质量的150倍）。在当时，一颗如此靠近其木星的巨行星的存在是与盛行的行星形成理论相矛盾的，因此被认为是一种异常现象。但是，在此之后，又发现了数量众多的“热木星”（如巨蟹座55和牧夫座T），迫使天文学家开始研究行星的轨道迁移现象并修改之前的行星形成理论。

如果该行星呈灰色，且不存在温室效应或潮汐热效应，同时球面反照率为0.1，那么其表面温度将会达到1265K（约1000摄氏度或1800华氏度）。该温度值介于科学家所预计的HD 189733 b和HD 209458 b的表面温度（1180-1392K）之间。最初科学家认为飞马座51b为一颗类地行星，当时所制作的该行星的类地行星模型的灵感来自于哈尔·克莱门特的科幻小说《交换速率》。不过现在普遍认为该行星是一颗类木行星。它的质量大到足以吸引住一层较厚的大气层，而不至于被其母星的太阳风吹走。

尽管该行星的质量较木星小，但是其半径可能比木星还要大。因为该行星的大气被极度加热，从而向外膨胀，最后大气层密度虽然极低，但是其厚度十分可观。而在大气层之下，构成行星的气体物质也被加热至很高温度，使得星体通红。在其大气层中，可能存在着云和硅酸盐物质。

飞马座51b处于潮汐锁定状态，它永远以同一面朝向其母星。

该行星以及仙女座υ星b均有希望被拍摄得直接成像照片。同时它也是VLTI光谱成像仪进行近红外探测的预定对象之一。

观测研究

系外行星飞马座51b距离地球约50光年，位于飞马座区域。它于1995年被天文学家发现，是第一颗被证实的太阳系外行星，围绕着一颗与太阳相似的普通恒星运行。天文学家认为它是典型的热木星——大小和质量与木星相似的一类常见行星，但轨道距离其主恒星要近得多。

自那次里程碑式的发现以来，科学家已经证实了1200个行星系统中的超过1900个系外行星的存在。如今，对飞马座51b的研究又为探索系外行星作出了新的贡献。

由欧洲南方天文台（ESO）博士生豪尔赫·马丁斯领导的研究小组进行了这项采用新技术的探测。他们使用了ESO在智利拉西拉的3.6米望远镜中的HARPS设备。

目前，探测系外行星大气层最普遍的做法是观测其主恒星被行星大气层过滤后的光谱，称为透射光谱技术。另一种方法是当主恒星遮挡住行星时观察这一系统，有助于了解系外行星的温度。而新的技术并不需要寻找到一个恰好挡在恒星之前的行星，因此可以被用来研究更多的系外行星。它允许科学家直接在可见光波段观测行星光谱，这意味着我们可以了解到一些其他技术不能探测到的行星特征。

飞马座51b的主恒星光谱被作为模版，用来帮助搜索同样有行星环绕的恒星的特征。这是一项极其艰难的任务，因为相比于它们灿烂夺目的主恒星，行星们发出的光非常暗淡。此外，行星的信号也很容易被其他微小的噪声源和效果所淹没。在这样的挑战下，HARPS应用新的技术所收集的飞马座51b的数据，为这一技术的概念提供了非常有价值的证据支持。

豪尔赫解释说：“这种探测技术具有重大的科学意义，因为它使我们能够测量行星的真实质量和轨道倾角，这有助于我们全面了解该恒星系统。同时，它也可以帮助我们估计这颗行星的反射率，从而推断行星的表面与大气层中的物质组成。”

飞马座51b的质量约为木星的一半，轨道倾角偏向地球方向约9度。它的半径似乎比木星更大，表面具有高度的反射率。这些是位于主恒星附近的热木星所具有的典型特征。

HARPS对于研究小组的工作必不可少，然而，观测结果主要来自ESO的3.6米望远镜。该望远镜只能在有限范围内使用新的技术。这些现有设备将会被更加先进的望远镜所超越，如ESO的甚大望远镜（VLT）和未来的欧洲极大望远镜。

“我们正热切期待VLT的ESPRESSO光谱仪的第一批数据，以对飞马座51b及其它行星系统开展更详细的研究。”团队的合作者之一努诺·桑托斯说。