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我们肉眼能看见系外行星吗(TESS发现地球大小的系外行星)

我们肉眼能看见系外行星吗(TESS发现地球大小的系外行星)戴安娜·德拉戈米尔是研究的主要作者,同时也是麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所的博士后研究员。他表示预计将会发现几十个地球大小的行星,它们是非常接近,并且非常明亮的恒星。HD 21749c的发现为天文学家们找到更小的行星设定了路径(更小的恒星周围),而这些行星中便很可能存在适合居住的星球。DTM的Sharon Wang是该研究报告的共同作者,他表示想要测量这样一颗较小行星的成分和准确质量是具有极高挑战性的,需要将HD 21749c和我们的地球进行比较,这是非常重要又具有可行性的一个切入点。即使目前没有证据显示HD 21749c适合类似地球的生活,但TESS却发现其他星球很可能适合这种方法。天文学家们通过TESS的数据发现,在这个运输过程中,很多恒星盘被阻挡,但相反却让研究人员们对世界的大小有了概念。如果想要确定系外行星的质量,则需要借助其他仪器的数据,尤其是基于地面的光谱仪,因为它可以

作者:文/虞子期

根据科学报告显示,NASA的行星猎手TESS(过境系外行星测量卫星)发现了一颗地球大小的系外行星HD 21749c。在这颗行星的附近,同时还有一个“海王星”大小左右的行星,这位正是它的“兄弟”HD 21749b,围绕着恒星HD 21749(与地球之间的距离为53光年)旋转。这标志着推出的TESS,再次为行星的探索带来了不一样的改变,这项新的研究已在“天体物理学杂志快报”上发表。

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寻找可能适合居住的另一个世界

寻找天空中恒星周围(最亮且最近)的行星是TESS的目标,已于2018年4月在SpaceX Falcon 9火箭顶上飙升到了地球轨道。当从太空船的角度穿过主星时,会发生微小的亮度下降,这项工作涉及到寻找外星世界。开普勒太空望远镜所使用的也是“过境方法”,它所取得的效果举世瞩目,目前所发现的4000颗系外行星中有70%都是它的功劳。但NASA表示,TESS的发现总数最终将会超越开普勒的探索历史。

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NASA将于2021年发射詹姆斯韦伯太空望远镜,用于详细研究系外行星的大气层,探寻可能存在生命迹象的气体。所以,天文学家们希望这样的仪器可以和TESS一起协同工作,去寻找那些可能适合生命居住的世界。就目前的研究而言,新发现的这个地球一般大小的HD 21749c并不具备良好生命寄存潜力。它的一个轨道需要7.8个地球日才得以完成,非常精密地围绕着它的主星旋转,我们可以以此推论出这个星球可能会很热。因为HD 21749c并不是一个微小的星球,它的质量达到了太阳的80%左右,并且是昏暗的红矮星。

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摄谱仪数据确定系外行星的质量

天文学家们通过TESS的数据发现,在这个运输过程中,很多恒星盘被阻挡,但相反却让研究人员们对世界的大小有了概念。如果想要确定系外行星的质量,则需要借助其他仪器的数据,尤其是基于地面的光谱仪,因为它可以测量这个世界对其主星所产生的引力拖拽到底有多大。这样的方式被天文学家们称为“径向速度”,这个方法同时也被运用于行星的发现。

该研究小组对各种摄谱仪的数据都进行了收集,这其中便包括Magellan II望远镜(Las Campanas天文台,位于智利卡内基)上的PFS(行星探测器光谱仪)仪器,它的作用就是确定新发现的这个海王星的质量。系外行星HD 21749b的大小达到了地球的23倍,宽度是2.7倍。通过这些具体的数字,天文学家们推断出HD 21749b并不是岩石,而是充满了气体。同时,它也并不像我们太阳系这样,如天王星和海王星中最接近部分的那样看似“浮肿”。

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HD 21749b的轨道周期达到了36个地球日,参与研究的天文学家表示,这个数字也是所有TESS行星中最长的一个(迄今为止)。早在1月的时候,研究人员们就对HD 21749b和它较小邻居的某些信息进行了暗示,比如:系外行星表面的温度可能徘徊在150摄氏度,即300华氏度左右。但是,新出现的邻居HD 21749c,它的质量很难确定,只是看上去和地球一般大小。

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将HD 21749c与地球进行比较

DTM的Sharon Wang是该研究报告的共同作者,他表示想要测量这样一颗较小行星的成分和准确质量是具有极高挑战性的,需要将HD 21749c和我们的地球进行比较,这是非常重要又具有可行性的一个切入点。即使目前没有证据显示HD 21749c适合类似地球的生活,但TESS却发现其他星球很可能适合这种方法。

戴安娜·德拉戈米尔是研究的主要作者,同时也是麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所的博士后研究员。他表示预计将会发现几十个地球大小的行星,它们是非常接近,并且非常明亮的恒星。HD 21749c的发现为天文学家们找到更小的行星设定了路径(更小的恒星周围),而这些行星中便很可能存在适合居住的星球。

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系外行星世界的神秘探索历程

有一颗绕着恒星Coku Tau 4(距离我们420光年)运行的系外行星,被认为是目前为止发现的最年轻的一颗(不到100万年),天文学家们是从尘埃盘中的一个巨洞推断出它的存在。这个洞达到了地球绕太阳运行轨道的十倍之大。在系外行星这个世界,尺寸和轨道都是各种各样的。比如:靠近母星的巨大行星。系外行星的存在被确认,时间是直到20世纪90年代,因为我们的太阳和其他星体的旋转速度相对较慢。

1995年,第一个绕太阳像恒星一样运行的世界51 Pegasi b被确认 ,它的质量约等于一个木星,但它的太阳却比地球的太阳高出20倍;1988年,加拿大科学家在Gamma Cephei发现了一颗和太阳系其他行星不同的行星,它的大小和木星相当,但是它的轨道却比后者小很多。最早一批被发现的系外行星都有一个共同点,都是木星大小相当(部分更大)的气体巨星,并且它们都只在自己母星附近的轨道运行。天文学家们正是应用径向速度技术来测量恒星的“摇摆”程度。

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TESS任务如何从概念变为现实

TESS将狩猎系外行星的照片和捕获外星球作为自己的任务目标,它配备了4个极度敏感的摄像头,可以探测到行星穿过主星面部时所引发的亮度变化。TESS从发射到最终任务有设定好的轨迹,比如定向循环,飞跃的最终轨迹,最后的轨道。在此之前,这些是没有航天器使用过的。工程师Chad Mendelsohn,Trevor Williams和Don Dichmann 为TESS独特且高度稳定的轨道制定提供了帮助。

通过分包商和合作伙伴的配合,TESS任务变为现实。技术人员们穿着无尘室服装移动TESS太空船,并且在佛罗里达州美国宇航局肯尼迪航天中心有效载荷危险服务设施(PHSF)内的试验台上被固定。卫星在PHSF内部处理好准备升空,然后于2018年4月16日从制定火箭上进行任务的开始,成千上万的新世界等着TESS去发现。

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