可观测Universe 第25章 CoRoT－7b

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（AU，1AU=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10,000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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