環雙星行星的新發現,衛星科技的新進步,天文探索程序的新階段

在兩顆明亮的恆星之間有一顆較小的行星。

環雙星行星的新發現,衛星科技的新進步,天文探索程序的新階段

環雙星行星是指一顆行星圍繞2顆恆星執行,正如這位藝術家所描繪的那樣。在這張照片中

行星正是那個小黑點。圖片來自NASA / Goddard Space Flight Center。

最近新發現的行星叫做TIC 172900988b。它圍繞雙主星執行一週僅需200。5個地球日(木星繞太陽公轉一次需要12個地球年)。這個發現對科學家來講意義重大,因為這證明了用有限的資料來探測TIC 172900988b是有可能的。科學家們觀察到這顆行星凌日了它的主星,然後在五天後凌日了它的另外一顆主星。這兩顆恆星在20天內,在各自的軌道上也經歷了一次日食。科學家在一份宣告中表明:

以前對於環雙星行星的探測需要三次凌日的觀測,但這對於較小觀測視窗來講是不可能的。

為了將所有的資訊展示在上下文中,您可以選擇檢視下面這篇釋出於由Vivien Parmentier在11月10號釋出的的很酷的推文,他與這個這次發現並沒有關係。但他是英國薩默維爾學院(Somerville College)對系外行星感興趣的物理學家。釋出後新增的筆記:JPL於2021年12月22日宣佈了一種深度學習方法,除了下面推文中提到的那些之外,在總數量上還增加了另外301顆新的系外行星。

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塔圖因的陰影

當然,TIC 172900988b的發現對科幻電影愛好者來說也具有重大意義。這讓人想起了(當時非常震撼)塔圖因(Tatooine)的經典第一視角,塔圖因是1977年電影《星球大戰:第四集-新希望》中首次出現的有兩個恆星的虛構星球。

現在,天文學家們正在尋找現實生活中的系外雙環星行星。時至今日,天文學家們透過最新的觀測工具已經找到了十四個雙環星行星系統。

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TESS(凌日系外行星勘測衛星)的首次發現

TIC 172900988b 是TESS的首次發現,TESS是於2018年4月在SpaceX Falcon9火箭上發射的衛星。TESS的主要任務階段在2020年4月結束,在這之前此衛星已經探測到了大約2600多顆系外行星。TESS發現的雙環星行星,表明了這個行星探測器還有更多可以尋找的可能性!

TESS的發現包含了一項由行星科學研究所的科學家進行了部分開發的新技術,行星科學研究所是一個致力於探索太陽系的非營利組織,該研究所成立於1972年且總部位於亞利桑那州圖森市。SETI研究所旗下的Veselin B。 Kostov領導了這項新研究,這是一家以科研為基礎的非營利組織,總部位於加利福尼亞州山景城。

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兩顆相同大小的恆星,其中一顆上面有小黑點。

在TESS的資料中,這顆行星從主星(右)的前面經過的5天后,又從第二顆主星(左)前面經過。圖片來源:帕梅拉·蓋伊/行星科學研究所。

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環雙星行星,背景是一顆較大的恆星和一顆較小的恆星。

藝術家給出的TIC 172900988b的概念圖,TESS發現的第一顆環雙星行星。圖片來源:帕梅拉·蓋伊/行星科學研究所

TESS的雙環星行星

所以這顆新發現的行星是TESS行星探測器發現的第一個雙環星世界。在主要任務階段期間,TESS將天空分為26個“扇區”(北半球13個,南半球13個)。這顆衛星位於圍繞地球的高度橢圓的以13。7天為一週期的軌道上。因此,它在每個扇區觀測了兩個地球軌道,或大約27天,每個扇區觀測整個天空。

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TESS在一個單獨的扇區(第21區)中觀測到了新的環雙星行星。經過分析,科學家們可以看到,在相同的連線期內,光度圖表曲線展示了這顆行星的兩次凌日,在每顆恆星的前面都有它的身影。科斯托夫說:

在一個軌道上發生多次間隔緊密的凌日現象,是環雙星行星的一個獨特的觀測特徵。這個幾何現象提供了一種新的行星探測方法。TIC 172900988b的發現第一次證明了該方法的確行得通。

行星科學研究所的納德·哈格海普爾(Nader Haghighipour)贊同這一說法,他說:

我們的研究所可以證明儘管我們的探測範圍有限,但仍然可以用TESS來探測環雙星行星。這顆新發現的行星證明了我們的新技術是有效、適用且成功的。這一發現證明了我們的新技術能夠發揮作用,未來還能夠找到更多的行星。

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一個短髮男人,身後的牆上有地圖。

SETI研究所的Veselin B。 Kostov帶領的研究小組發現了新的環雙星行星。

圖片來源:SETI Institute。

一種發現環雙星行星的新技術

凌日法是用來尋找環雙星行星的方法中最常見的一種。在行星在恆星前方凌日時,從地球上測量這顆恆星變暗的程度。至少需要經過三次凌日才能確定行星的軌道。但是在雙星系統中,這種觀測方法並不容易,因為在同一顆恆星上空發生的凌日間隔都各不相同。正如Haghighipour所解釋的那樣:

探測環雙星行星比環單星行星要複雜得多。探測環雙星行星的技術中最被看好的是凌日法,那些在太空中有固定軌道的行星,他們週期性地在他們的恆星和望遠鏡之間經過,從而引起了恆星的亮度變暗,凌日法便是測量這些恆星亮度的明暗變化。在這一技術的運用中,測量恆星光強度的降低用於推斷行星的存在。

為了精確地確定行星的軌道,至少需要三個凌日的過程。當行星圍繞雙星系統環繞時,情況就變得複雜了,因為在同一個恆星上發生的凌日之間的間隔並不是相同的。這顆行星可能會凌日一顆恆星,然後凌日另一顆恆星,再凌日第一顆恆星,以此類推。

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只需要兩次凌日

與它的前身開普勒不同,TESS並不適用於尋找環雙星行星。這是為了捕捉特定的凌日,望遠鏡必須長時間觀察雙星系統。這需要更長的時間來觀測那些特定的凌日,因為行星的軌道週期明顯長於單顆恆星。TESS只用了27天來觀察天空的一部分,隨後移動到下一部分。

所以在通常情況下,TESS最多隻能看到兩次凌日,而不是三次。但是現在隨著新技術的產生,天文學家表明他們可以僅透過兩次凌日就可以確定行星的存在。

TESS的主要任務在2020年7月4日就結束了,現在處於一個拓展的任務階段。它不停地尋找各種各樣的行星,從小塊的岩石到巨大的行星。

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兩個並排的 V 形圖形,帶有文字註釋。

TESS在這張圖片裡描繪了光度資料,顯示了恆星的主要凌日(左)和次級凌日(右)。

圖片來源:SETI Institute。

BY: earthsky

FY: 曾小魚

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