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美国国家航空航天局(NASA)的系外行星调查卫星的太空望远镜(TESS)发现了另一颗地球大小的、可能适合居住的行星。该行星围绕着一颗恒星运行,其距离范围在条件允许液态水存在于行星表面。

根据位于帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的一份声明,科学家利用美国宇航局的斯皮策太空望远镜确认了这一发现,称为TOI 700 d。

喷气推进实验室表示,这颗新行星将加入了NASA发现的其他地球大小的行星之列,其中包括TRAPPIST-1系统中的几颗行星,以及NASA的开普勒太空望远镜发现的其他行星。

美国宇航局华盛顿总部天体物理学部门主任保罗 · 赫兹(Paul Hertz)在一份声明中说: “ TESS的设计和发射是为了寻找围绕在恒星附近运转的地球大小的行星而设计的”。 “接近恒星的行星最容易被太空和地球上的大型望远镜追踪。 发现TOI 700 d是TESS的重要科学发现。 用斯皮策太空望远镜确认该行星的大小和可居住区域状态,是斯皮策太空望远镜在今年一月接近科学研究结束时的又一次胜利。”

TESS卫星每次监测天空区域长达27天,使卫星能够跟踪恒星亮度的变化,这些变化是由于一颗轨道行星经过恒星前面而引起的。

根据喷气推进实验室的说法,科学家们确定TOI 700 d是一颗小而冷的M矮星(也称为红矮星) ,位于100光年以外的南天剑鱼座。

TESS研究的这颗恒星的质量约为太阳的40% ,表面温度较低,大约是太阳9940.73华氏度的一半。 三颗行星围绕着这颗恒星旋转,这颗恒星最初看起来比现在认为的更大更热,这要归功于TESS数据库中的一个错误分类,该数据库最初将它的恒星标记为更类似于太阳(这个错误是由一个包括高中生奥尔顿 · 斯宾塞在内的研究小组发现的)。

芝加哥大学的研究生艾米丽 · 吉尔伯特(Emily Gilbert)表示: “当我们修正了恒星的参数后,其行星的大小减小了,我们意识到最外层的行星和地球差不多大,处于可居住区域”。 “此外,在11个月的数据中,我们没有看到来自这颗恒星的耀斑,这增加了TOI 700 d适宜居住的机会,也使得模拟其大气和表面状况变得更加容易。”

根据喷气推进实验室的数据,离这颗恒星最近的行星几乎和地球一样大,并且每十天完成一次周转。这颗恒星的中间行星比地球大2.6倍,它的轨道周期为16天。

它是居住区中最外层的行星,比地球大约20%。这颗行星每37天绕轨道运行一周,从其从恒星获得的能量大约为地球从太阳接收的86%。

所有的行星都被认为是潮汐锁定在他们的恒星,这意味着他们每个轨道旋转一次。 由于TOI 700 d与其恒星有着潮汐般的联系,这颗行星的云层结构和风模式可能与地球明显不同。

现在,科学家们将依靠基于行星大小和它所环绕的恒星类型的计算机模型来预测它的组成和潜在的地理位置。

在一次模拟中,科学家们设想了一个海洋覆盖的世界,那里有一个浓密的、富含二氧化碳的大气层,类似于他们对火星最初形成时的假设。 这个大气模型在面向恒星的一侧有一个深层的云层。 与此同时,这颗行星的另一个潜在景象预示着一个完全无云的陆地版本的地球,风从行星的黑夜一侧吹来,汇聚在一个直接面对行星的恒星的点上。

研究人员利用光谱线这种信号,通过星光穿过行星的大气层来探测行星表面的样子。

当恒星光线穿过行星的大气层时,它会与二氧化碳和氮气分子相互作用,产生独特的信号,称为光谱线。 为TOI 700 d的20个模型版本制作了模拟光谱。

戈达德大学太空研究协会(Universities Space Research Association)客座研究助理、模特团队负责人加布里埃尔 · 恩格尔曼-苏伊萨(Gabrielle Englemann-Suissa)说,“有一天,当我们得到TOI 700 d的真实光谱时,我们可以回溯,将它们与最接近的模拟光谱进行匹配,然后将其与模型进行匹配”。“这很令人兴奋,因为无论我们对这个星球有什么了解,它看起来都将与我们在地球上看到的完全不同。”

TESS是由麻省理工学院在马萨诸塞州剑桥领导和运营的,并由NASA戈达德太空飞行中心管理的NASA天体物理学探测器任务。 根据一份声明,其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯洛普·格鲁门天文台、位于加利福尼亚州硅谷的美国宇航局美国国家航空航天局埃姆斯研究中心天文台、位于马萨诸塞州剑桥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以及巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。