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距地球約100光年 NASA發現宜居星球

2020-01-08 09:12:59  來源:新浪科技

圖為藝術家繪制的TOI 700 d概念圖。這是TESS望遠鏡發現的首顆位于宜居帶中、且大小與地球相仿的行星。

圖為藝術家繪制的TOI 700 d概念圖。這是TESS望遠鏡發現的首顆位于宜居帶中、且大小與地球相仿的行星。

北京時間1月8日消息,據國外媒體報道,NASA的TESS望遠鏡(凌日系外行星巡天衛星)近日在一顆恒星周邊的宜居帶中發現了一顆大小與地球相仿的行星。該行星被稱作TOI 700 d,距地球僅有101.5光年,因此很適合借助其它儀器開展進一步觀測。

“設計和發射TESS望遠鏡的目的就是為了尋找圍繞附近恒星運行的類地行星。”NASA總部天體物理學部門主任保羅·赫茲(Paul Hertz)在一則聲明中表示,“這類行星最容易用大型太空望遠鏡和地面望遠鏡追蹤觀測。TOI 700 d行星是TESS望遠鏡的一項重大科學發現。”

TESS望遠鏡于2018年4月發射,利用“凌日法”搜尋系外行星。凌日法的原理是,從恒星前方經過的天體會導致恒星亮度下降。NASA的開普勒太空望遠鏡運用的也是這種方法,目前已知的約4000顆系外行星中,有70%都是由它發現的。

TESS望遠鏡發現了三顆圍繞恒星TOI 700(TOI是英文“Tess Object of Interest”的簡稱,意味“TESS的興趣對象”)旋轉的行星。其余行星中有一顆是紅矮星,質量約為太陽的40%,直徑和溫度約為太陽的40%和50%。三顆中最靠內側的是TOI 700 b,大小與地球差不多,每10個地球日便會完成一次公轉。介于中間的是TOI 700 c,體積為地球的2.6倍,意味著它很可能是一顆氣態行星,就像一顆“迷你版海王星”,每隔16天完成一次公轉。

而其中已知最靠外側的行星TOI 700 d最有意思。它僅比地球大20%,每37天公轉一圈。此外,它從恒星獲得的能量約為地球所接收的太陽能的86%,意味著它位于該恒星的宜居帶中。

這三顆行星也許都受到TOI 700的“潮汐鎖定”,就像月球永遠只有一面面向地球一樣。但天文學家指出,潮汐鎖定并不意味著外星球上毫無存在生命的可能性。

“在為期11個月的數據中,我們都未觀察到這顆恒星爆發耀斑。這提高了TOI 700 d宜居的可行性,也讓我們更容易建立它的大氣與地表條件模型。”做出此次發現的團隊帶頭人艾米麗·吉爾伯特(Emily Gilbert)表示。

(注:紅矮星通常比太陽活躍得多,因此很難確定圍繞紅矮星旋轉的行星的宜居性。例如,頻繁、猛烈的耀斑爆發可能會剝除行星的大氣層。)

TESS并非唯一一臺發現TOI 700 d存在證據的望遠鏡。還有另一支研究團隊利用NASA的斯皮策太空望遠鏡證實了這顆系外行星的存在。

“這是TESS望遠鏡發現的第一顆位于宜居帶中的類地行星,考慮到此次發現的重大影響,我們希望對該行星系的了解越具體越好。”該團隊帶頭人、哈佛·史密森尼天體物理中心的天文學家約瑟夫·羅德里格茲(Joseph Rodriguez)指出。

“斯皮策望遠鏡觀察到TOI 700 d的凌日時間與我們預期的完全相符,” 羅德里格茲補充道,“為斯皮策任務的項目遺產又添加了濃墨重彩的一筆。在此之前,斯皮策望遠鏡協助證實了兩顆TRAPPIST-1行星的存在,還發現了另外五顆。”

TRAPPIST-1是一顆矮恒星,距離我們只有40光年。它擁有7顆大小與地球相仿的行星,其中三顆似乎都位于宜居帶中。該行星系將是NASA計劃在2021年發射的詹姆斯·韋伯望遠鏡的首要觀測目標。該望遠鏡還應當能對TRAPPIST-1系列行星的大氣展開探測,尋找甲烷和氧氣等具有生物痕跡的氣體。

TOI 700距離稍遠些,但未來仍可開展詳細觀察、了解更多細節??茖W家還希望借助其它儀器進一步了解該行星系,如通過測量TOI 700 d對宿主恒星的引力拖曳作用確定其質量等。不知道它的重量,就無法判斷其密度,也就無法確定它是否像地球一樣、是一顆巖質行星。

而通過分析透過TOI 700 d大氣層、到達地球的光線,我們可以詳細了解這顆系外行星上的環境條件。目前這些信息對我們完全是個未解之謎。

另一支由NASA戈達德太空飛行中心客座研究助理加布里埃爾·恩格爾曼·蘇伊沙(Gabrielle Engelmann-Suissa)帶領的研究團隊建立了一些模型。而這些模型揭露了多種可能性。如在其中一項模擬中,TOI 700 d被描摹成了一個為海洋所覆蓋的世界,大氣主要成分為二氧化碳;而另一項模擬則將該行星想象成了一顆干燥無云的星球。

“等我們日后獲得了TOI 700 d的大氣光譜,就能將其與模擬光譜進行比對,然后找到對應的模型。” 恩格爾曼·蘇伊沙指出,“這非常令人激動,因為無論這顆行星是什么模樣,都會與地球上的景象截然不同。”

吉爾伯特、羅德里格茲和恩格爾曼·蘇伊沙在今日于夏威夷檀香山舉辦的第235屆美國天文學會年會上發表了自己的研究結果,并已經將論文提交給了相關科學期刊。

此次年會上還發布了其它與TESS望遠鏡相關的大新聞。如該任務團隊成員宣布,TESS發現了首顆環雙星行星(即圍繞兩顆恒星運行的行星),還發現其環繞的兩顆恒星會相互遮擋彼此的光線。(葉子)

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