NASA的TESS任务以新方式发现行星系统
美国国家航空航天局的TESS(过境系外行星巡天卫星)任务首次通过时空中的涟漪识别了一个围绕遥远恒星运行的行星。与TESS定期揭示的紧贴恒星的过境行星不同,这个新发现的世界是一颗远离其母星的超木星行星。新墨西哥大学的教授兼描述结果论文的共同作者戴安娜·德拉戈米尔表示:“当TESS发射时,没有人预计它会有能力找到这种类型的行星。”该行星的质量是木星的1.6倍,轨道距离类似,采取TESS所设计的主要检测方法非常不可能找到这样的行星。“这一发现表明,TESS的数据中可能隐藏着其他所谓的微透镜行星,我们之前没有想到寻找。”天文学家在2023年使用已经退役的欧洲空间局(ESA)盖亚空间望远镜发现了这一行星(名为Gaia23bra b)的首个线索。盖亚的警报系统标记了一颗亮度增强的恒星——在前方恒星经过更远恒星并通过引力微透镜放大其光线时可能会发生这种情况。研究人员后来回顾了存档的TESS数据,发现TESS也捕捉到了它。“盖亚的观测数据太稀疏,无法发现这颗行星,”领导该研究的新墨西哥大学博士生马洛里·哈里斯表示。“TESS卫星在事件期间恰好监测同一片天空,其更密集的时间覆盖显示出由于行星导致的亮度曲线中的额外特征。”该团队的分析于7月1日在《天体物理期刊快报》上发表,揭示Gaia23bra b围绕一颗质量约为太阳80%的橙矮星公转,距离地球近40,000光年,远远超过了TESS通常约150光年的搜索半径。微透镜101在6000多个已知的系外行星中,大约四分之三是通过过境法发现的,这是TESS典型的行星猎取技术。天文学家监测成群的恒星,观察那些周期性变暗的恒星,因为围绕它们公转的行星在它们前方经过——这个事件称为过境。微透镜已发现的已知系外行星不到5%。这种光弯曲现象发生在两个恒星在我们视角上紧密对齐时。来自更远恒星的光线在经过较近恒星质量所造成的扭曲时空时弯曲。如果对齐特别接近,较近的恒星就像一个宇宙透镜,聚焦并放大来自背景恒星的光线。围绕前景恒星公转的行星也可能修改远方恒星的光线,成为它们自己的微小透镜。天文学家将这种效应视为恒星亮度的激增。过境法最适合找到与其宿主恒星非常接近的大行星;较大行星会屏蔽最多的星光,而靠近的行星更可能在宿主恒星前经过。这些巨大、蒸汽弥漫的世界让科学家着迷,但天文学家也想找到类似我们太阳系中的行星。这是微透镜的专长。新墨西哥大学的博士生马洛里·哈里斯表示,微透镜不太适合寻找巨大、靠近的行星,因为它们的引力信号会混在一起。“过境法和微透镜法是互补的,因为它们分别揭示了对方可能无法探测的行星类别,”德拉戈米尔说。“而且它们提供不同的细节。过境法让我们知道行星的大小,结合其他方法我们可以确定其质量和密度。微透镜法则为我们提供了我们本来无法看到的行星的质量和轨道距离。”但是,微透镜观测是时间有限的机会。这让微透镜行星的详细观测变得困难。然而,这种方法可以作为一个强大的群体特征工具,提供关于行星种群的广泛信息。“这有点像NASA的南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜将要进行的微透镜预览,”德克萨斯理工大学的教授迈克尔·法斯纳赫说,他是这项研究的共同作者。罗曼计划于2026年8月30日发射,将对银河系的中心进行其核心调查之一,预计将发现约1000颗微透镜行星和约100,000颗过境行星。罗曼将特别重点观察银河的心脏,因为那里的恒星聚集得非常紧密,从而增加了看到微透镜事件的几率。尽管这种拥挤会使许多恒星在TESS较大的像素中交融在一起,但TESS几乎观察整片天空,星星则更加分散。“由于TESS在银河平面的其他地方观察,它自然可以在银河的其他部分找到微透镜行星,正如这个首个微透镜行星系统所证明的那样。
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