可观测Universe第25章 CoRoT7b

CoRoT-7b（系外行星） · 描述：第一个被确认的岩石系外行星 · 身份：围绕恒星CoRoT-7运行的系外行星距离地球约520光年 · 关键事实：可能是一个被熔岩海洋覆盖的“超级地球”由于极度靠近母星其昼半球温度可达2500摄氏度。

CoRoT-7b：第一颗被确认的“熔岩超级地球”——系外行星探测的里程碑 引言：从“热木星”到“岩石世界”——人类对系外行星的认知跃迁 2009年当法国天文学家宣布发现“第一颗被确认的岩石系外行星”时整个天文学界为之震动。

在此之前人类已发现数百颗系外行星但它们几乎全是像木星那样的气态巨行星——质量是地球的几十到几百倍主要由氢氦组成围绕着母星高速旋转。

这些“热木星”（Hot Jupiters）颠覆了人类对行星形成的传统认知但也留下一个关键疑问：宇宙中是否存在像地球一样的岩石行星哪怕它们离母星很近？ CoRoT-7b的登场给出了肯定答案。

这颗距离地球520光年的“超级地球”以每20小时40分钟一圈的速度疯狂绕母星旋转昼半球温度高达2500摄氏度——足以熔化岩石。

它的发现不仅填补了“近恒星岩石行星”的空白更将系外行星的多样性推向了新的维度。

本文将从系外行星探测的背景切入详细拆解CoRoT-7b的发现过程、物理特性与科学意义带你走进人类寻找“第二个地球”的关键一步。

一、CoRoT卫星：系外行星探测的“凌星猎手” 要理解CoRoT-7b的发现必须先认识它的“发现者”——CoRoT卫星（Convection Rotation and Planetary Transits对流旋转与行星凌星卫星）。

这是法国国家空间研究中心（CNES）主导的项目2006年12月由俄罗斯火箭发射升空目标是“通过凌星法大规模寻找系外行星”。

1.1 凌星法：用“恒星眨眼”捕捉行星 凌星法（Transit Method）是系外行星探测的经典手段：当行星从母星前方经过时会遮挡一部分星光导致恒星亮度出现微小但可测量的下降（通常只有0.1%到1%）。

通过监测恒星亮度的变化天文学家可以推断出行星的存在——下降的幅度对应行星的大小下降的周期对应行星的公转周期。

CoRoT卫星的核心载荷是一台宽视场照相机能同时监测12万颗G型主序星（类似太阳的恒星）的亮度精度达到百万分之一（即能检测到恒星亮度变化0.0001%）。

这种“地毯式搜索”让CoRoT成为当时最高效的系外行星探测器之一。

1.2 从“候选”到“确认”：CoRoT-7b的发现之旅 2007年CoRoT卫星在监测恒星CoRoT-7（一颗距离地球520光年的G9V型主序星质量约为太阳的93%半径87%表面温度5200K）时发现其亮度每20小时40分钟出现一次周期性下降——下降幅度约为0.3%对应一颗半径约为地球1.5倍的行星。

但仅凭凌星法无法确认行星的性质：亮度下降只能说明有天体遮挡却无法区分是行星还是恒星黑子、背景恒星等其他因素。

因此天文学家需要结合径向速度法（Radial Velocity Method）——测量母星因行星引力而产生的微小摆动从而计算行星的质量。

通过分析CoRoT-7的光谱天文学家发现它的谱线每20小时40分钟会出现多普勒位移（红移与蓝移交替）对应母星的速度变化约为2.3米/秒。

根据牛顿引力定律这颗行星的质量约为地球的4.8倍。

质量与半径的结合给出了关键结论：CoRoT-7b的密度约为5.6克/立方厘米（地球密度为5.5克/立方厘米）与岩石行星的密度一致。

这是人类首次通过“凌星+径向速度”组合确认一颗近恒星的岩石系外行星。

二、CoRoT-7b的基本属性：“超级地球”的极端标签 CoRoT-7b的参数每一个都贴着“极端”的标签： 2.1 轨道：贴着母星“跳舞” CoRoT-7b的轨道半径仅为0.017天文单位（AU1AU=日地距离约1.5亿公里）相当于250万公里——比水星到太阳的距离（5800万公里）近30倍比太阳系的“内行星边界”（小行星带）近10倍。

这种“超近轨道”导致它的公转周期仅为20小时40分钟是太阳系中公转最快的行星（水星为88天）。

2.2 大小与质量：“超级地球”的定义 CoRoT-7b的半径约为地球的1.58倍（约10000公里）质量约为地球的4.8倍（约2.9×102?千克）。

根据国际天文联合会的定义“超级地球”是指质量在地球1-10倍、半径1.2-2倍的岩石或冰质行星——CoRoT-7b完美符合这一标准。

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