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TESS在GJ 357系统中发现可居住地带行星

2021-09-02 12:50:08来源:

该图显示了GJ 357系统的布局。行星d在恒星所谓的宜居区域内运行,在该区域内液态水可以存在于岩石行星表面上。如果大气层浓密,需要进一步研究确定,GJ 357 d的温度可能足以允许存在液态水。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/克里斯·史密斯

NASA的过渡系外行星勘测卫星(TESS)发现了一个滚烫的行星,为通往同一颗恒星的其他行星指明了方向,其中一个位于恒星的宜居区域。如果是用岩石制成,那么这个星球的大小可能约为地球的两倍。

新世界绕着一颗名为GJ 357的恒星运行,这是一颗M型矮星,大约是太阳质量和大小的三分之一,比我们的恒星低40%。该系统位于九头蛇星座内31光年远。在2月份,TESS相机每3.9天捕获一次恒星,使其稍微变暗,这表明存在一个正在运行的系外行星,这是我们太阳系以外的世界,它在每个轨道上都穿过恒星的表面,并短暂地使恒星的光线变暗。


参观位于九头蛇星座31光年以外的GJ 357系统。天文学家们确认了由NASA的“过渡系外行星调查卫星”确定的行星候选物,随后又发现了另外两个绕恒星运行的世界。最外层的行星GJ 357 d对科学家特别有吸引力,因为它从恒星接收的能量与火星从太阳得到的能量一样多。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

“在某种程度上,这些行星多年来一直隐藏在许多天文台的测量中,”加纳利群岛天文物理研究所(IAC)特内里费岛天文学研究所的博士生拉斐尔·卢克(Rafael Luque)说,他领导了发现小组。“ TESS用它把我们指向了一个有趣的恒星,在那里我们可以发现它们。”

TESS观测到的过境属于GJ 357b,这是一个比地球大22%的行星。它绕水星运行的轨道是水星绕太阳运行的11倍。这样得出的平衡温度约为490华氏度(254摄氏度),在不考虑可能的大气的附加变暖影响的情况下计算得出。

IAC天体物理学家,卢克博士生导师恩里克·帕雷(EnricPallé)合着说:“我们将GJ 357 b描述为'热土'。“尽管它不能寄托生命,但值得注意的是,它是迄今为止已知的最近的第三近行星系外行星,也是我们用来测量其可能拥有的任何大气成分的最佳岩石行星之一。”

但是,当研究人员在查看地面数据以确认地球是否存在时,他们发现了另外两个世界。最著名的行星是GJ 357 d,尤其令人着迷。

此插图显示了对GJ 357d可能是什么样的一种解释。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/克里斯·史密斯

麦克斯·普朗克天文学研究所的合著者戴安娜·科萨科夫斯基说:“ GJ 357 d位于恒星宜居区域的外缘,在那里它从恒星接收的恒星能量与火星从太阳得到的恒星能量差不多。”在德国海德堡。“如果地球上有一个浓密的大气层,这将有待未来的研究来确定,它可能会捕获足够的热量来使地球变暖,并在其表面留下液态水。”

没有大气,它的平衡温度为-64 F(-53 C),这将使地球看起来比宜居的冰川更冰冷。该行星的重量至少是地球质量的6.1倍,并且每55.7天绕恒星运行一次,其绕地球距离太阳的距离约为20%。行星的大小和组成是未知的,但是质量如此大的岩石世界范围大约是地球大小的一到两倍。

即使通过TESS监视恒星大约一个月,卢克(Luque)的团队仍预测在TESS观测窗口之外会发生任何过境。

中间行星GJ 357 c的质量至少是地球的3.4倍,每9.1天绕恒星轨道运行一次,其距离是过渡行星的两倍多,平衡温度约为260 F(127 C)。TESS并未观察到这颗行星的过境现象,这表明它的轨道相对于炎热的地球轨道略微倾斜(也许小于1度),因此从我们的角度来看,它永远不会越过恒星。

为了确认GJ 357b的存在并发现它的邻居,卢克和他的同事转向了现有的基于地面的恒星径向速度或沿我们视线运动的速度测量仪。绕行运行的行星在其恒星上产生引力,这导致天文学家可以通过星光中微小的颜色变化检测到较小的反射运动。天文学家使用径向速度数据搜索明亮恒星周围的行星已有数十年的历史,他们经常将这些冗长而精确的观测结果公开提供给其他天文学家使用。

卢克(Luque)的小组研究了可追溯到1998年的欧洲南部天文台和智利拉斯坎帕纳斯天文台(W.M.夏威夷的凯克天文台和西班牙的卡拉奥托天文台等等。

描述发现的论文于7月31日星期三发表在《天文学与天体物理学》杂志上,可在线获取。

TESS是由麻省理工学院在马萨诸塞州剑桥市领导和运营的一项NASA天体物理学探索者任务,由NASA的戈达德太空飞行中心进行管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普·格鲁曼公司;美国国家航空航天局位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心;位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛-史密森天体物理学中心;麻省理工学院的林肯实验室;和巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全世界有十多所大学,研究机构和天文台参加了这次任务。