高中生成功臣!助NASA发现首个地球大小的宜居星球

2020-01-08 09:58:52 来源: 澎湃新闻 举报
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(原标题:NASA发现首个宜居星球:地球大小,或存在液态水)

澎湃新闻记者 虞涵棋

在最近举行的美国天文学年会上,美国国家航空航天局(NASA)“秀”的不仅有新一代主力系外行星探测器“苔丝”(TESS),还有两名高中生。他们分别参与了“苔丝”发现首颗类地大小的宜居带行星和首颗存在双日系统中的行星。

“苔丝”全称“凌日系外行星勘测卫星”,于2018年4月发射升空,旨在“接棒”开普勒太空望远镜成为行星猎手。具体而言,“苔丝”通过检测恒星亮度随时间变化的光曲线来寻找行星。一旦出现“凌日”现象,即当行星掠过恒星表面时,恒星的亮度就会像发生日食一样有所下降。

原理很直观,开普勒望远镜就用这种方法找到了4000余颗系外行星。但在实际操作中,依然会出现困难和误判。令人惊喜的是,高中学生就能在NASA的研究团队里帮助解决这些问题。

双日辉映

沃尔夫·库克尔(Wolf Cukier)刚刚在纽约斯卡斯戴尔高中读完高三,进入NASA著名的戈达德飞行中心进行暑期实习。

他查看了此前被志愿者们标记为“日食双星系统”的所有数据。这是一种两颗恒星围绕彼此旋转的系统,从观测角度看会互相遮盖。

在双日系统里寻找行星可比在单日系统里难。在两颗恒星的影响下,行星的凌日现象并不规律,此外,“苔丝”很难发现行星掠过小一点的那颗恒星。

这是一类目前的计算机算法不太擅长的信号,反而是人眼更容易寻找蛛丝马迹。因此,像库克尔这样的实习生需要逐个排查数据。

实习刚开始3天左右,库克尔就发现一个标记为TOI 1338的双日系统里存在不寻常的信号。这个信号乍看像是小恒星遮盖大恒星造成的日食,但出现的时机不对。他反应过来,这其实是一颗行星。

高中生成功臣!助NASA发现首个宜居星球:或有液态水

TOI 1338双日系统

最终证实,这颗TOI 1338 b距离地球1300光年,比地球大6.9倍,介于海王星和土星之间。它的两颗“太阳”,一颗比我们的太阳大上10%,另一颗则更冷更暗,只有太阳质量的三分之一。

温度宜居

“苔丝”在工作第一年就发现了100光年外的恒星TOI 700,并捕捉到它的三颗行星的多次凌日。科学家们一开始认为它与我们的太阳大体类似。

然而,高中生阿尔顿·斯宾塞(Alton Spencer)和几个研究人员一起发现这是个误判。TOI 700实际上一颗更小更冷的恒星,质量和大小大约只有太阳的40%,表面温度也只有太阳的一半。

修正了参数之后,它的三颗行星的体积和温度就相应地大幅下调。科学家们发现,最外围的第三颗行星TOI 700 d一下子掉到了宜居带内,也就是说,温度允许其上面存在液态水。

高中生成功臣!助NASA发现首个宜居星球:或有液态水

TOI 700和三颗行星

具体而言,它要比地球的体积大上20%,公转周期为37天,从恒星那里接收到的能量要比地球从太阳接收到的少14%。

乔俊婧 本文来源:澎湃新闻 责任编辑:乔俊婧_NBJ11279
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