天文学家在其恒星的宜居带附近发现了一个超级地球

天文学家在其恒星的宜居带附近发现了一个超级地球

一颗小恒星的微小运动揭示了一颗超级地球系外行星的存在,它的轨道距离接近宜居。

在一颗名为罗斯 508 的微弱红矮星周围,距离我们只有 36.5 光年(但太暗而无法用肉眼看到),天文学家已经证实存在一个质量仅为地球 4 倍的世界。鉴于我们对行星质量限制的了解,这意味着世界很可能是地球的或岩石的,而不是气态的。

这颗名为罗斯 508 b 的系外行星不太可能像我们所知的那样适合生命居住;然而,这一发现是使用夏威夷的日本国家天文台 (NAOJ) 斯巴鲁望远镜进行的一项新调查的首次发现,它证明了用于定位昏暗恒星周围小行星的技术的有效性。

寻找可居住的系外行星在某种程度上受到了我们认为这些系外行星的本质的阻碍。我们拥有的唯一模板是地球:一个相对较小的行星,在距离其恒星一定距离的地方运行,那里的温度有利于表面上的液态水。这就是所谓的“宜居带”。

显然,这些并不是唯一起作用的因素——例如,火星落在太阳的宜居带内——但它们是最容易筛选的因素。

然而,我们用于寻找系外行星的技术在大行星上效果最好,比如气态巨行星,它们的轨道距离非常近,对于液态水来说太热了。这并不意味着我们找不到其他类型的世界,但它更难。

寻找系外行星的主要技术是凌日法。这就是 NASA 的系外行星搜寻望远镜 TESS 和之前的开普勒使用的。一种仪器盯着恒星,寻找它们光线中的规律性下降,这是由我们和恒星之间有规律地绕行的物体引起的。

这种凌日的深度可以用来计算物体的质量;由较大的行星引起的光变曲线越大,就越容易被发现。

在撰写本文时,已确认使用这种方法发现的 3,858 颗系外行星。

第二个最有成效的技术是径向速度法,也称为摆动或多普勒法。当两个物体被锁定在轨道上时,一个不围绕另一个;相反,它们围绕一个共同的重心运行。这意味着任何轨道行星的引力影响都会导致恒星在原地轻微摆动——是的,甚至太阳也是如此。

因此,到达地球的星光恒星发生了非常微弱的多普勒频移。当它向我们移动时,光被略微压缩成更蓝的波长,而当它离开时,它被拉伸成更红的波长。这种技术更适合探测具有更宽轨道的较小系外行星。

2019 年,由 NAOJ 领导的一个国际天文学家团队开始使用斯巴鲁望远镜进行一项调查,通过识别红外和近红外波长的多普勒频移来搜索暗淡的红矮星以寻找系外行星。这允许搜索更暗,因此更古老和更成熟的红矮星。

罗斯 508 b 在斯巴鲁望远镜的天文学家 Hiroki Harakawa 领导的一篇论文中进行了描述,是该活动的第一颗系外行星,它是一颗很有前途的行星。这个世界大约是太阳质量的 4 倍,每 10.75 天绕恒星运行一次。

您可能已经注意到,这比地球的轨道要近得多;但罗斯 508 比太阳更小更暗。在那个距离上,撞击罗斯 508 b 的恒星辐射仅为撞击地球的太阳辐射的 1.4 倍。这使得这颗系外行星非常靠近其恒星可居住区的外侧内侧边缘。

这一发现预示着未来的好兆头。一方面,罗斯 508 b 凌日它的恒星。这意味着在今年四五月份转向恒星所在天区的苔丝可能已经获得了足够的凌日数据,让天文学家能够辨别这颗系外行星是否有大气层。这样的观察可以帮助科学家描述可能更适合居住的世界的大气。

此外,罗斯 508 的质量是太阳质量的 18%,是使用径向速度发现的轨道世界中最小、最暗的恒星之一。这表明未来红外波长的径向速度调查有可能发现大量围绕昏暗恒星运行的系外行星,并揭示其行星系统的多样性。

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