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NASA发现距地球101.5光年宜居星球

NASA的TESS望远镜(凌日系外行星巡天卫星)近日在一颗恒星周边的宜居带中发现了一颗大小与地球相仿的行星。该行星被称作TOI 700 d,距地球仅有101.5光年,因此很适合借助其它仪器开展进一步观测。

“设计和发射TESS望远镜的目的就是为了寻找围绕附近恒星运行的类地行星。”NASA总部天体物理学部门主任保罗·赫兹(Paul Hertz)在一则声明中表示,“这类行星最容易用大型太空望远镜和地面望远镜追踪观测。TOI 700 d行星是TESS望远镜的一项重大科学发现。”

TESS望远镜于2018年4月发射,利用“凌日法”搜寻系外行星。凌日法的原理是,从恒星前方经过的天体会导致恒星亮度下降。NASA的开普勒太空望远镜运用的也是这种方法,目前已知的约4000颗系外行星中,有70%都是由它发现的。

TOI 700 d概念图

TOI 700 d概念图

TESS望远镜发现了三颗围绕恒星TOI 700(TOI是英文“Tess Object of Interest”的简称,意味“TESS的兴趣对象”)旋转的行星。其余行星中有一颗是红矮星,质量约为太阳的40%,直径和温度约为太阳的40%和50%。三颗中最靠内侧的是TOI 700 b,大小与地球差不多,每10个地球日便会完成一次公转。介于中间的是TOI 700 c,体积为地球的2.6倍,意味着它很可能是一颗气态行星,就像一颗“迷你版海王星”,每隔16天完成一次公转。

而其中已知最靠外侧的行星TOI 700 d最有意思。它仅比地球大20%,每37天公转一圈。此外,它从恒星获得的能量约为地球所接收的太阳能的86%,意味着它位于该恒星的宜居带中。

这三颗行星也许都受到TOI 700的“潮汐锁定”,就像月球永远只有一面面向地球一样。但天文学家指出,潮汐锁定并不意味着外星球上毫无存在生命的可能性。

“在为期11个月的数据中,我们都未观察到这颗恒星爆发耀斑。这提高了TOI 700 d宜居的可行性,也让我们更容易建立它的大气与地表条件模型。”做出此次发现的团队带头人艾米丽·吉尔伯特(Emily Gilbert)表示。

(注:红矮星通常比太阳活跃得多,因此很难确定围绕红矮星旋转的行星的宜居性。例如,频繁、猛烈的耀斑爆发可能会剥除行星的大气层。)

TESS并非唯一一台发现TOI 700 d存在证据的望远镜。还有另一支研究团队利用NASA的斯皮策太空望远镜证实了这颗系外行星的存在。

“这是TESS望远镜发现的第一颗位于宜居带中的类地行星,考虑到此次发现的重大影响,我们希望对该行星系的了解越具体越好。”该团队带头人、哈佛·史密森尼天体物理中心的天文学家约瑟夫·罗德里格兹(Joseph Rodriguez)指出。

“斯皮策望远镜观察到TOI 700 d的凌日时间与我们预期的完全相符,” 罗德里格兹补充道,“为斯皮策任务的项目遗产又添加了浓墨重彩的一笔。在此之前,斯皮策望远镜协助证实了两颗TRAPPIST-1行星的存在,还发现了另外五颗。”

TRAPPIST-1是一颗矮恒星,距离我们只有40光年。它拥有7颗大小与地球相仿的行星,其中三颗似乎都位于宜居带中。该行星系将是NASA计划在2021年发射的詹姆斯·韦伯望远镜的首要观测目标。该望远镜还应当能对TRAPPIST-1系列行星的大气展开探测,寻找甲烷和氧气等具有生物痕迹的气体。

TOI 700距离稍远些,但未来仍可开展详细观察、了解更多细节。科学家还希望借助其它仪器进一步了解该行星系,如通过测量TOI 700 d对宿主恒星的引力拖曳作用确定其质量等。不知道它的重量,就无法判断其密度,也就无法确定它是否像地球一样、是一颗岩质行星。

而通过分析透过TOI 700 d大气层、到达地球的光线,我们可以详细了解这颗系外行星上的环境条件。目前这些信息对我们完全是个未解之谜。

另一支由NASA戈达德太空飞行中心客座研究助理加布里埃尔·恩格尔曼·苏伊沙(Gabrielle Engelmann-Suissa)带领的研究团队建立了一些模型。而这些模型揭露了多种可能性。如在其中一项模拟中,TOI 700 d被描摹成了一个为海洋所覆盖的世界,大气主要成分为二氧化碳;而另一项模拟则将该行星想象成了一颗干燥无云的星球。

“等我们日后获得了TOI 700 d的大气光谱,就能将其与模拟光谱进行比对,然后找到对应的模型。” 恩格尔曼·苏伊沙指出,“这非常令人激动,因为无论这颗行星是什么模样,都会与地球上的景象截然不同。”

吉尔伯特、罗德里格兹和恩格尔曼·苏伊沙在今日于夏威夷檀香山举办的第235届美国天文学会年会上发表了自己的研究结果,并已经将论文提交给了相关科学期刊。

此次年会上还发布了其它与TESS望远镜相关的大不限ip免费送彩金。如该任务团队成员宣布,TESS发现了首颗环双星行星(即围绕两颗恒星运行的行星),还发现其环绕的两颗恒星会相互遮挡彼此的光线。

责任编辑:张致铖

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