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我们错过了许多个“地球”吗?新发现将改写搜索规则

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知社学术圈 2021-07-22 12:03
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火星是距离地球最近的类地行星,大小也和地球差不多,因此火星也最有可能实现的星际移民目标星球。而在广大的银河系和其他星系中,恒星数量虽多,但是拥有行星的却不算多。人们通过各种方式试图找到更多的类似地球的行星。而新研究发现,之前人们可能错过了许多类地行星,因为“看花眼”了。

“行星猎手”TESS,图源:NASA

TESS卫星探测器是美国2018年发射的太空望远镜——凌日外行星勘测卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,简称TESS)。TESS的主要任务是在整个夜空约 75% 的勘测中搜索围绕其他恒星运行的行星。该任务于 2018 年启动,已探测到 3500 多颗可能的系外行星,其中 130 多颗已得到确认。卫星通过观察它们的宿主恒星来寻找系外行星:一颗凌日系外行星穿过主星前方并阻挡其部分光线时,会导致其主星的亮度发生微量但可测量的下降。

而在最近,美国宇航局艾姆斯研究中心的天文学家使用国际双子座天文台和基特峰国家天文台 WIYN 3.5 米望远镜对TESS发现的存在行星的恒星系进行了重点研究,发现有些较小的行星可能潜伏在双星系统中未被发现,它隐藏在了其母星的眩光中。由于大约一半的恒星都是双星系统,这意味着天文学家可能错过了许多地球大小的行星。

这张插图描绘了一颗部分隐藏在其主星和附近伴星的眩光中的行星。

图源:国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

该团队首先试图确定一些被 TESS 识别的系外行星宿主恒星是否实际上是未知的双星。除非以极高的分辨率观察,否则靠近在一起的物理恒星对可能被误认为是单颗恒星。因此,该团队转向双子座望远镜,仔细检查系外行星宿主恒星的样本。他们使用一种称为散斑成像的技术(散斑成像是一种天文学技术,它通过连续进行多次快速观测以消除大气层的模糊效应)来研究是否可以找到未被发现的恒星伴星。

在识别出双星后,该团队将双星系统中检测到的行星的大小与单星系统中的行星大小进行了比较。他们意识到 TESS 望远镜发现了绕单颗恒星运行的大型和小型系外行星,但只发现了双星系统中的大型行星。这些结果意味着,许多地球大小的行星可能潜伏在双星系统中,并且使用 TESS 和许多其他行星搜寻望远镜采用的凌日方法无法检测到。

研究结论意味着天文学家需要使用各种观测技术互相验证才能得出结论:先确定一颗恒星是否有伴星,如果没有,那么一般的观测结果就可以知道它的行星系统。而如果是双星,则必须使用其他观测技术分时段仔细观察才有可能确定它到底有几颗行星——略小的行星遮挡的光将被伴星的光所“填充”,从而掩盖了自身的存在。

美国宇航局艾姆斯研究中心的 Steve B. Howell评论道:“这是系外行星观测工作的一项重大发现,这些结果将帮助天文理论家构建新的关于行星如何在双星系统中形成和演化的模型。”

参考文献:

https://arxiv.org/abs/2106.13354

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