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跨國合作的行星獵手發現數十個奇異新世界

2024-07-30科學

NASA TESS-Keck 勘測提供了有關 126 顆行星的質素和密度的詳細資訊。盡管已經發現了數千顆圍繞其他恒星執行的行星,但我們對它們的了解仍然有限。美國太空總署(NASA)的一份目錄收錄了 126 個新發現的外星世界,其中提供了詳細的測量數據,可以與我們的太陽系進行比較。

藝術家對TOI-1798的描繪,這是一個擁有兩顆行星的行星系統。新的TESS-Keck巡天質素目錄顯示,外行星是一顆亞海王星,軌域周期為8天;內行星是一顆奇特的超級地球,它的軌域離恒星非常近,在這個外星世界上的一年只持續半個地球日。圖片來源:W. M. Keck 天文台/Adam Makarenko

該目錄詳細介紹了太陽系外各種類別的行星,從具有極端環境的罕見世界到可能支持生命的行星不一而足。

這些行星是由一個龐大的國際科學家團隊與夏威夷毛納凱亞的 W.M. 凱克天文台合作,利用美國太空總署的淩日系外行星巡天衛星(TESS)進行分析的。最近出版的【天體物理學雜誌增刊】對這些行星進行了描述。

"之前已知的系外行星中,同時測量質素和半徑的相對較少。結合這些測量結果,我們就能知道這些行星可能是由什麽構成的,以及它們是如何形成的,"加州大學河濱分校天體物理學家、TESS-Keck 勘測首席研究員史帝芬-肯恩(Stephen Kane)說。

肯恩說:"有了這些資訊,我們就能開始回答我們的太陽系在其他行星系統的宏大織錦中的位置問題。"

研究小組花了三年時間編制星表。他們分析了 13000 多次徑向速度(RV)測量結果,計算出 120 顆已確認行星和 6 顆候選行星的質素,這些行星分布在北部天空。

藝術家根據包括行星半徑、質素、密度和溫度在內的數據,對最新的 TESS-Keck 勘測目錄中的 126 顆行星進行了構思。問號代表行星需要更多的數據來全面鑒定。資料來源:W. M. Keck 天文台/Adam Makarenko

雖然行星本身並不可見,但它們確實有明顯的影響。當它們執行時,行星會拉扯它們的宿主恒星,導致恒星"搖擺"。當恒星向望遠鏡移動時,它的可見光會略微變藍;當它遠離我們時,光線會略微變紅。這很像聲音的表現。由於都卜勒效應,消防車的警報聲越近越高亢,越遠越低沈。

"這些 RV 測量讓天文學家能夠探測和了解這些系外行星系統的特性。"堪薩斯大學天體物理學家、星表合著者伊恩-克羅斯菲爾德(Ian Crossfield)說:"當我們看到一顆恒星有規律地來回擺動時,我們就能推斷出是否存在一顆環繞行星,並測量出行星的質素。"

TESS-Keck 勘測中的幾顆行星是天文學家加深了解行星形成和演化的各種方式的試金石。

由加州大學洛杉磯分校研究生妙思-希爾(Michelle Hill)撰寫的一篇相關調查論文宣布發現了兩顆新的行星,它們圍繞著一顆像太陽一樣的恒星執行。第一顆是"亞土星",其質素和半徑介於海王星和土星之間。

希爾說:"人們一直在爭論,究竟是土星以下的行星真的罕見,還是我們只是不善於發現這樣的行星。因此,這顆名為TOI-1386 b的行星是這一行星群體的重要補充。"

TOI-1386 b繞恒星執行只需要26天。與此同時,它的鄰居--一顆質素接近土星的行星--繞同一恒星執行需要 227 天。

另一篇由 UCR 研究生 Daria Pidhorodetska 撰寫的調查論文描述了一顆大小約為海王星一半的行星,它只需要 19 天就能繞其恒星執行一圈,這顆恒星很像我們的太陽。

"比海王星小但比地球大的行星是銀河系中最常見的世界,但我們的太陽系中卻沒有它們。每當發現一顆新的行星,我們就會想起我們的宇宙是多麽的多樣化,我們在宇宙中的存在可能比我們所能理解的更加獨特,"Pidhorodetska 說。

"有很多恒星與我們的太陽並不相似。如果科學家們想在我們的世界和其他世界之間進行恰當的比較,他們需要找到年齡、大小和質素相似的恒星。"肯恩說:"這樣我們才能進行蘋果與蘋果之間的比較。妙思和達莉亞的論文最令人興奮的地方就在於這一點"。

目錄中還詳細列出了與我們的太陽不同,圍繞恒星執行的軌域更加極端、超短的行星。其中一顆離橙色矮星非常近,在不到 12 小時的時間內就完成了軌域執行。

"TOI-1798 c繞恒星執行的速度非常快,在這顆行星上一年的時間還不到地球上的半天。"堪薩斯大學物理和天文學研究生、目錄論文的第一作者艾力斯-波蘭斯基(Alex Polanski)說:"由於靠近它們的主恒星,像這樣的行星也是超高溫的--接受的輻射是地球從太陽接受的輻射的3000多倍。存在於這種極端環境中意味著這顆行星很可能已經失去了它最初形成的大氣層。"

最終,這一新的星表不僅是對美國太空總署 TESS 任務的重大貢獻,也是對回答其他行星是否能夠孕育我們所知的生命這一問題的重大貢獻。

"我們不尋常嗎?這個問題還沒有定論,但我們的新大眾目錄代表著向回答這個問題邁出的重要一步,"肯恩說。

編譯自/ScitechDaily