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研究团队建立“凌日系外行星巡天卫星适居恒星名单” 寻找更多的类地行星

在这张艺术家的想象图中,美国航天总署(NASA)的凌日系外行星巡天卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,简称TESS

在这张艺术家的想象图中,美国航天总署(NASA)的凌日系外行星巡天卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,简称TESS)正经过绕着另一颗恒星运转的高温岩石行星。 ILLUSTRATION BY NASA'S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER

据美国国家地理(撰文:SHANNON STIRONE编译:邱彦纶):天文学家发布了一个超过1800颗恒星的全新星表,将有机会增加我们在邻近恒星周围发现类似地球行星的可能性。

在我们的银河系里有着为数众多的外星世界。多亏有已经退役的开普勒(Kepler)太空望远镜,让我们得知银河系中的大多数恒星都有某种类型的行星绕行。有些是像木星这样的气体巨兽,有些则是像海王星这样的冰冷巨物。目前我们已经知道,少数几颗行星可能拥有适合生命居住的环境。据此推算,与地球有许多相似之处的行星可能多达数十亿颗。

现在,因为有了开普勒的继承者,我们或许知道了该往何处寻找这些行星。

在3月26日出版的《天文物理期刊》(Astrophysical Journal Letters)上,有篇论文发表了凌日系外行星巡天卫星最优先锁定的1822颗恒星的清单。这颗卫星在2018年发射,它的任务是接续搜寻系外行星的重要任务,并且深入探索这些遥远行星的样貌,特别是围绕邻近小型恒星运行的岩石行星。

凌日系外行星巡天卫星已经完全启动并开始运作,很快就会开始观测这些邻近的恒星,寻找微小的亮度减弱现象,以侦测是否有行星绕行着它们。但研究团队首先建立了「凌日系外行星巡天卫星适居恒星名单」(TESS Habitable Zone Stars Catalog),以增加他们发现不只是几颗与地球相似的行星,而是好几千颗的机会。

「在凌日系外行星巡天卫星正持续观测的40万颗恒星当中,我们想知道有哪些是我们应该要特别注意的,因为我们很有可能在这些恒星周围,找到所接收到母恒星能量与地球相似的行星,」康奈尔大学(Cornell University)卡尔.萨根研究所(Carl Sagan Institute)的负责人,同时也是本篇研究的主要作者莉萨.卡坦奈格(Lisa Kaltenegger)表示:「我们不知道这是否表示这些行星上会有生物存在,但这些行星所拥有的能量与地球相仿,所以可能会具有和地球相似的环境。」

相似好兄弟

这个新的星表考虑了几个因素,以寻找与地球相似的行星。包括行星绕母恒星公转的时间长度、我们能够两度观测到这颗行星从母恒星前方通过的可能性、这个星球所接收到的辐射量,以及它的母恒星大小。最后一点相当重要,因为像地球这样的小型岩石行星,如果是绕行较小、较暗的恒星运行,也会让凌日系外行星巡天卫星更容易发现它们。

「我们对小型恒星特别感兴趣的原因,不仅仅是因为它们既与众不同又有趣,更是因为基本上这些恒星更容易观察。」科罗拉多大学波德分校(University of Colorado Boulder)的天文助理教授柴克.柏塔-汤普森(Zach Berta-Thompson)表示。他并没有参与这项研究。

星表中的1822颗恒星大多都是较低温、较红的恒星,与开普勒太空望远镜观测期间发现的恒星相比,这些恒星与地球的距离更为接近。开普勒所观测的恒星大多距离我们有数百光年之远,而凌日系外行星巡天卫星星表所选择的目标恒星,平均距离仅有30光年,这么近的距离能让凌日系外行星巡天卫星更深入研究这些恒星和任何新发现的行星,也表示科学家能够更容易地利用地面上的望远镜进行后续的追踪观测。

这份星表的最终目标,不仅是尽可能找到更多与地球相似的行星,也希望在这些外星世界中找到有生命存在的行星。研究团队希望最后能利用预定在2021年发射的韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope),观测系外行星的化学讯号,以研究这些行星的大气层组成。

「我们或许可以研究某些行星的大气,了解其组成成分及运作机制。」柏塔-汤普森说。

绝佳目标

此外,这样的观测将能帮助我们更了解行星和太阳系是如何形成的──甚至可能提供生命出现和兴盛所需条件的线索。

在这些小型红色恒星周围寻找与地球相似的行星,还有个问题得要担心──这些恒星可能相当不稳定,比我们的太阳还更频繁地喷射出有害的恒星辐射。但是卡坦奈格和她的团队认为,之所以会有这样的担忧,是因为我们总是以地球为中心来理解生命的演化。

「很多时候,当我们讨论这些低温恒星周围的适居性时,我们所想到的是像你我这样的生物,而不是那些已经适应该处环境的小型生命形式,或是微生物。」她说。

有了凌日系外行星巡天卫星的数据,卡坦奈格能够站在她家的后院仰望夜空,知道她所注视的不仅仅是另一颗地球,而是许多与地球相似的行星。

「凌日系外行星巡天卫星正在观测的目标,就是银河系中最接近我们的恒星。因此实际说来,这颗卫星所发现的可能适居行星将会是我们未来数十年,或甚至数百年进行研究的最佳目标,」柏塔-汤普森说:「没有更近的恒星了,所以将来当我们建造更大的望远镜时,这些恒星将会成为最佳目标。」

机器头条新闻 news.ji-qi.com)综合整理。

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