宇宙地球人類三篇 第105章 巨蟹座55

巨蟹座55（55Cancri），中文名軒轅增十九或軒轅增廿，是位於巨蟹座的雙星係統，距地球約41光年，由黃矮星巨蟹座55A和紅矮星巨蟹座55B組成。兩星相距1065AU，通過引力作用保持共同運動。巨蟹座55A光譜類型為G8V，質量與半徑略小於太陽，金屬含量達太陽的186%，被歸類為超富金屬恒星，年齡約55億歲

該係統已發現五顆係外行星環繞巨蟹座55A，包含四顆類木星氣態行星和一顆岩石行星。其中巨蟹座55e為超級地球，質量約地球8.8倍，半徑約地球2倍，公轉週期0.74天，表麵溫度約2000K。詹姆斯·韋伯望遠鏡2024年首次探測到其存在富含二氧化碳或一氧化碳的次生大氣層，可能由岩漿海洋釋放氣體形成。巨蟹座55f位於恒星適居帶內，軌道週期260天。該係統保持著發現最多係外行星的雙星係統記錄，並被美國宇航局類地行星搜尋者項目列為第63號重點觀測目標。

發現命名

“巨蟹座55”，恒星的佛氏編號，似乎比拜耳命名法的“巨蟹座ρ1”更常被用到，而一般都是後者較常被使用—像是牧夫座τ就比牧夫座4更常被使用。但是在這個狀況下，ρ1使用起來相當累贅，因此巨蟹座55就比較常被使用

距離和能見度

巨蟹座55距離地球可說是相當的近：根據依巴穀衛星天體測量衛星測量巨蟹座55A得到的視差數據，它的視差為79.80毫角秒，換算成距離應該為12.5秒差距(41光年)。因此可以推斷巨蟹座55B的距離應該是也差不多，因為它們是雙星。巨蟹座55A的星等為5.95等，在黑暗不受光汙染的地方可以用肉眼勉強看見，至於巨蟹座55B的星等為13等，必需用望遠鏡纔看得見。

這個係統由一顆類太陽恒星（巨蟹座55A）和一顆紅矮星（巨蟹座55B）組成。兩顆恒星相距約1065AU（天文單位），但通過引力作用保持共同運動。

巨蟹座55A是係統的主星，其光譜類型為G8V，是一顆黃矮星，與我們的太陽（G2V）非常相似，但略微cooler。它的質量約為太陽的0.96倍，半徑約為太陽的0.96倍，光度約為太陽的58.9%。這顆恒星的年齡估計約為55億年，比太陽（約46億年）稍老一些。

一個特彆引人注目的特征是巨蟹座55A的金屬含量極高，達到太陽的186%。在天文學中，是指比氫和氦重的所有元素。如此高的金屬豐度使其被歸類為超富金屬恒星(SPR)，這可能影響了其行星係統的形成和演化。

巨蟹座55B是一顆紅矮星，質量約為太陽的13%，半徑約為太陽的30%。它的光度非常微弱，隻有太陽光度的0.76%。儘管兩者距離很遠，但通過精確的天體測量證實，它們確實通過引力束縛在一起，有著一致的自行。

已知行星

55Cancrie?

距離主星約41光年，是該係統內已知的5顆行星之一，屬於類木行星。?

其他4顆類木行星?

這些行星與木星類似，其中最靠近主星的行星大小與海王星相近。?

1顆岩石行星?

由岩石構成，軌道靠近主星。?

行星係統詳細解析

巨蟹座55係統擁有一個複雜而豐富的行星係統，目前已確認有五顆行星圍繞巨蟹座55A運行。這些行星展現了令人驚訝的多樣性，從極端熾熱的超級地球到軌道位於宜居帶內的氣態行星。

巨蟹座55e（Janssen）

巨蟹座55e是一顆超級地球（質量大於地球但遠小於冰巨星的行星），它是該係統中最內層、也是最為極端的行星。它的質量約為地球的8.63倍，半徑約為地球的2倍，密度約為5.9g\/cm3，是迄今為止發現的密度最大的固態行星之一。

這顆行星的軌道極為緊湊，公轉週期隻有0.74天（約18小時），距離母恒星僅0.0156AU（約233萬公裡）。由於這種極端proximity，行星已經被潮汐鎖定，即一麵永遠朝向恒星（永晝麵），另一麵永遠背向恒星（永夜麵）。

巨蟹座55e的表麵溫度極高，日側溫度可達2000-2700K（約1727-2427°C），足以熔化大多數岩石和金屬。斯皮策空間望遠鏡的觀測顯示，行星晝夜麵之間存在驚人的溫度差異，高達1300K，表明熱量從日側向夜側的輸送效率不高。這暗示行星可能缺乏全球性的大氣層，或者大氣隻存在於日側。

2024年，詹姆斯·韋伯空間望遠鏡(JWST)取得了突破性發現——探測到巨蟹座55e周圍存在富含二氧化碳或一氧化碳的次生大氣層。這種大氣層可能由行星表麵廣闊的岩漿海洋釋放氣體形成。由於恒星的高溫和強烈輻射，原生大氣早已消失，現在觀察到的是由內部不斷補充的次級大氣。

關於這顆行星的組成，2012年有理論提出它可能是一顆碳行星（鑽石行星），即其質量的相當一部分可能是碳元素，在高壓下可能形成鑽石。但也有研究認為其成分與太陽係的岩石行星相似。

巨蟹座55b（Galileo）

巨蟹座55b是該係統中發現的第一顆行星，是一顆典型的熱木星。它的質量至少為木星質量的78%，公轉週期為14.65天，軌道半徑為0.115AU。由於距離恒星很近，它受到強烈的輻射，表麵溫度很高。

巨蟹座55c（Brahe）

巨蟹座55c的質量約為木星質量的0.14倍（約地球質量的44倍），軌道週期為43.93天，距離恒星0.24AU。它在係統中扮演著有趣的角色，與巨蟹座55b存在2:1的軌道共振，即巨蟹座55c每公轉2圈，巨蟹座55b正好公轉1圈。這種共振關係有助於維持係統的長期穩定性。

巨蟹座55f（Harriot）

巨蟹座55f是係統中唯一一顆軌道完全位於恒星宜居帶內的行星。它的質量約為木星質量的0.14倍（約地球質量的45倍），公轉週期為260天，軌道半徑約為0.78AU。

宜居帶是指行星距離恒星遠近合適的區域，在這一區域中，恒星傳遞給行星的熱量適中，行星表麵可能存在液態水——這是生命存在的關鍵因素。儘管巨蟹座55f本身可能是一顆氣體行星而非岩石行星，但天文學家推測，它可能擁有岩石衛星，而這些衛星上可能存在適宜的條件和液態水。

巨蟹座55d（Lipperhey）

巨蟹座55d是係統中質量最大、軌道最遠的已確認行星。它的質量約為木星的3.8倍，公轉週期長達14.3年（約5218天），軌道半徑約為5.77AU。哈勃太空望遠鏡的天體測量表明，這顆行星的軌道相對於其他行星的軌道平麵可能有53度的傾斜。

科學研究與意義

巨蟹座55係統在天文學和係外行星研究中具有多重重要意義，是科學家們深入瞭解行星係統形成和演化的天然實驗室。