開普勒-10c（KEpler-10c）是一顆環繞黃矮星開普勒-10的太陽系外行星，距離地球約560光年，位于天龍座。開普勒-10c于2011年5月由開普勒太空望遠鏡（Kepler）發現，盡管早在2011年1月，開普勒-10b已被列為行星候選者。開普勒-10c是繼開普勒-9d和開普勒-11g之后，第三個被統計學方法確認存在的系外行星。開普勒科學團隊認為，發現開普勒-10c的統計方法將使得確認開普勒空間望遠鏡視野內的多個行星候選者成為必要。開普勒-10c的環繞周期為45天，與母恒星的距離是日地距離的四分之一。該行星的半徑比地球大兩倍，但密度更高，因此直到2014年6月，它是已知體積最大且質量最高的類地行星。開普勒-10c的組成主要是巖石，其中約5%至20%為冰。然而，2017年，通過對HARPS和HIRES數據的更仔細分析，發現開普勒-10c并非一顆大型類地行星，而是一顆典型的揮發性豐富行星，約擁有地球的7倍質量。
現象描述
物理特征
“特級地球”半徑約為14972千米，大約是地球的2.35倍。這暗示著它屬于類似于迷你海王星的行星類型，后者具有厚重的氣體外衣。研究小組利用位于加那利群島伽利略國家望遠鏡上的HARPS-North設備測量“特級地球”的質量。他們發現后者質量大約為地球的7.4倍，遠比之前預想的重得多。這意味著，該行星的密度大約為3.1±0.6克/立方厘米，高得讓人咂舌——要知道，地球的密度才只有5.5克/立方厘米，而典型的氣態巨行星密度僅有1克/立方厘米左右。如此高的密度意味著，這顆行星必定是巖石行星，就像地球這樣。
不過，需要指出的是，開普勒-10c在許多方面跟我們地球其實有著很大的差異。比方說，它表面的重力加速度就是地球的1.3倍以上。還有，它所圍繞的那顆恒星與太陽非常相似，但公轉軌道卻要比地球離太陽近得多。這顆行星的表面溫度可能高達200℃，如果它擁有大氣，那溫度還會更高。
行星系統
研究小組的發現被展示在美國天文學家協會（AAS）召開的會議上。最新發現的特級地球開普勒-10c以45天為周期環繞著一顆類似太陽的恒星運行，它位于距離地球564±88光年的天龍座。這個系統還有一個相當于地球質量3.2±0.3倍的“巖漿世界”開普勒-10b“，它運行速度異?？?，公轉周期只有20個小時。
開普勒-10c是環繞開普勒-10的第2顆被發現行星，軌道周期45.29485日，與母恒星距離0.2407天文單位，或日地平均距離的24%。它的半徑是木星的0.2倍或地球半徑的2.235倍。在正式確認之前，天文學家并無法有效地測定開普勒-10c的質量，只能推測其質量上限是木星質量的6%或地球質量的20倍。它的表面平衡溫度是485K，幾乎是木星表面的4倍。開普勒-10c的軌道傾角為89.65o，代表它的軌道面幾乎是側向面對地球和開普勒-10。天文學家并已觀測到開普勒10c經過母恒星和地球之間時的凌星現象。
開普勒-10c的較精確推測質量是地球的15到19倍，并且因為它的半徑約為地球的2.35倍（誤差范圍在2.31到2.44之間，因此體積在地球的12到15倍之間），因此其密度高于地球（6到8 g cm?3）。直到2014年6月，開普勒-10c是已知質量最高，體積最大的類地行星。任職于哈佛大學史密松天體物理中心的天文學家薩維爾·杜穆斯克（Xavier Dumusque）表示，他相當驚訝發現了開普勒-10c這顆“巨無霸地球”（mega-Earth）。任職于相同機構的天文學家，哈佛生命起源小組的主任迪米塔爾·薩塞羅夫更稱開普勒-10c是“哥斯拉類地行星”（Godzilla of Earths）。
理論學家此前認為，這樣的星球是無法形成的，因為如此重的天體在成長的過程中將吸引大量的氫氣并變成一個類似木星的氣態巨行星。然而，這顆與眾不同的行星是個固體行星，且比之前發現的“超級地球”還要大得多，因此被取名為“特級地球”。這顆行星以開普勒-10c命名。
“當我們意識到這個發現時，感到驚訝不已?！睅ьI這項發現并負責數據分析的哈佛大學史密森天體物理中心的澤維爾·杜穆斯克這樣說道?！斑@真是地球級的哥斯拉。”而迪米特爾·紹什洛夫這樣說道。
觀測數據
開普勒-10c
年齡約110億年
質量相當于地球的7.4倍
直徑約2.9萬千米，約為地球的2.35倍
位置位于距離地球564±88光年的“德拉科”星座
母恒星資料
開普勒10是一顆光譜型G型恒星，距離地球約173秒差距（564光年）。該恒星質量是0.895倍太陽質量，尺寸為1.056倍太陽半徑；它的表面有效溫度是稍低于太陽的5627K。它是富含金屬的年老恒星，其金屬量是[Fe/H] = -0.16（鐵含量為太陽的71%），年齡約119億年。開普勒10的視星等為10.96，無法以肉眼觀測。
開普勒10周圍已知有兩顆太陽系外行星，第一顆發現的開普勒-10b為巖石質行星，公轉周期0.8日，距離母恒星0.01684天文單位。
發現意義
開普勒-10c是特級行星的發現對宇宙的歷史和生命的可能性具有深遠的啟示意義。開普勒-10系統大約有110億年的時間，這意味著它形成于宇宙大爆炸后30億年。早期宇宙只包含氫和氦，形成巖石行星所需的較重的元素，例如硅和鐵，一定產生于第一代恒星。當這些恒星爆炸時，它們將這些至關重要的成分散落至太空，然后被下一代恒星和行星所吸收。
這個過程可能花費了幾十億年的時間，然而開普勒-10c表明，即使在較重元素相對稀缺時，宇宙仍能夠形成如此巨大的巖石行星。“發現開普勒-10c告訴我們巖石形成的時間可能比預想的更早。如果能夠產生巖石，那么就可能存在生命?！彼_塞洛夫這樣說道。這項研究暗示著天文學家在尋找類似地球的行星時，不應該排除古老的恒星。如果古老的恒星也能夠存在巖石行星，那么我們確定宇宙鄰居里潛在可居住行星的概率又大了一些。
發現歷史
“哈佛大學生命起源項目”主任、物理學家迪米特爾·紹什洛夫2日在美國天文學會會議上宣布這一發現。最新發現的“特級地球”以45天為周期環繞著一顆類似太陽的名為“開普勒-10c”的古老恒星運行，它位于距離地球560光年的“德拉科”星座。
2011年1月，天文學家以凌日法發現距離母恒星開普勒-10相當近的系外行星開普勒-10b，并以量測行星徑向速度對母恒星光譜的影響程度確認它確實存在。此外，在開普勒10的光譜中發現了另一個周期較長的光變曲線，這代表有第二顆行星存在于這個行星系中。然而，也有其他可能原因產生與凌日現象類似的訊號，也就是所謂的假陽性訊號。當時天文學家試圖量測這個編號為KOI-072.02的天體產生的徑向速度影響，但失敗了；因此約翰尼斯·開普勒團隊使用了Blender技術以排除假陽性訊號。
開普勒團隊的天文學家使用斯皮策太空望遠鏡紅外陣列相機（IRAC）于2010年8月30到11月15日的資料進行Blender技術處理，以進一步確認開普勒-10的光變曲線中是否有KOI-072.02的凌星現象。天文學家發現該天體凌星時沒有顏色變化，在某方面這是代表天體為恒星的特性。但是更進一步分析則顯示它是行星。此外，IRAC的資料中并未發現凌星時恒星的紅外線光變曲線和可見光曲線有所不同。如果該天體是恒星，它通過開普勒10與觀測者之間時也許在可見光部分光變曲線會類似，但在紅外線部分則會有所不同。
天文學家使用WIYN天文臺（英語：WIYN Observatory）的口徑3.5米望遠鏡于2010年6月18日對開普勒-10以散斑成像的方式進行觀測；此外，還使用了帕洛馬山天文臺口徑5米望遠鏡搭配自適應光學功能的PHARO照相機進行觀測。這些觀測資料和凱克天文臺對開普勒-10的光譜觀測資料結合分析后，排除了附近恒星干擾開普勒-10的光譜可能性，這也因此讓天文學家相信在開普勒-10的周圍有另一顆行星存在。所有非行星造成開普勒-10光譜變化的可能性除了有顆恒星正好在開普勒-10的正前或正后方以外都被排除。光憑這一點，約翰尼斯·開普勒團隊發現如果一顆行星正好位于開普勒-10和地球之間，這樣的恒星可能并非巨大恒星。
另一顆行星存在的可能性更大之后，開普勒團隊以Blender技術建立的模型與開普勒太空望遠鏡觀測的測光（英語：Photometry(astronomy)）資料進行比較。該技術讓開普勒團隊可以排除第二顆行星存在以外的可能性，其中包含最可能的另一種假設，即三重星系統。接著，開普勒團隊得以確認，即使所有模型顯示多層次的三重星（一個聯星系統位于單一恒星和雙星系統之間）系統可以使開普勒-10產生類似第二顆行星存在的光變曲線，先前的觀測也應該要發現模型中預測的其他恒星。排除了多層次三重星系統后，僅剩的可能性就是來自背景星的干涉或有一顆行星從開普勒10的盤面前方通過。
天文學家將KOI-072.02和開普勒太空望遠鏡視野中其余1235個KOI目錄（Kepler Object of Interest）的天體比較后，得以利用模式確認KOI-072.02有極高的可信度是行星。之后KOI-072.02編號更改為開普勒-10c。這項發現于2011年5月23日美國天文學會在波士頓的會議上公布。
開普勒10c是開普勒空間望遠鏡的目標中，首個以斯皮策空間望遠鏡資料分析母恒星光變曲線中行星被恒星遮蔽造成光度下降較低的二次凌而被觀測到的。在開普勒-10c被發現時，斯皮策太空望遠鏡的資料是唯一能偵測到太陽系外行星二次凌，并且相關資料可以有意義地被分析的。該行星也是在開普勒-9d和開普勒-11g（英語：Kepler-11g）之后，第三個凌日行星中透過資料統計，而非實際觀測確認存在的。在確認約翰尼斯·開普勒-10c存在的論文中，開普勒團隊討論在開普勒太空望遠鏡觀測視野中，有多少部分的天體可使用前述統計方式確認是行星。
參考資料 >