TESS望远镜发现首颗宜居带中、大小与地球相仿行星

Daphane

來源: 新浪科技


图为艺术家绘制的TOI 700 d概念图。这是TESS望远镜发现的首颗位于宜居带中、且大小与地球相仿的行星。

　　新浪科技讯 北京时间1月8日消息，据国外媒体报道，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。
　　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望远镜相关的大新闻。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。