又發(fā)現(xiàn)18顆地球大小的系外行星，馬克斯普朗克太陽(yáng)系研究所(MPS)、格廷根格奧古斯特大學(xué)和森內(nèi)伯格天文臺(tái)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外18顆地球大小的行星。

宇宙是如此之大，以至于之前的研究調(diào)查忽略了它們。其中一顆是目前已知的最小的；另一顆可以提供對(duì)生命友好的條件。研究人員用開發(fā)的一種更靈敏新方法重新分析了美國(guó)宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的部分?jǐn)?shù)據(jù)。該團(tuán)隊(duì)估計(jì)，新方法有可能在開普勒任務(wù)的整個(gè)數(shù)據(jù)集中再發(fā)現(xiàn)100多顆系外行星。

科學(xué)家們?cè)凇短煳膶W(xué)與天體物理學(xué)》(Astronomy & Astrophysics)上發(fā)表描述了他們的研究結(jié)果。到目前為止，已知太陽(yáng)系外有4000多顆行星圍繞恒星運(yùn)行。在這些所謂的系外行星中，大約96%的行星比我們的地球大得多，其中大多數(shù)行星的尺寸與氣態(tài)巨行星海王星或木星的尺寸更接近。然而，這一比例可能并不能反映太空中的真實(shí)情況，因?yàn)樾⌒托行潜却笮托行歉y追蹤。此外，在尋找太陽(yáng)系外可能適合居住的類地行星過程中，小星球是非常吸引人的目標(biāo)。

這18個(gè)新發(fā)現(xiàn)的行星都屬于地球大小的行星，其中最小的只有地球大小的69%；最大的也不過是地球半徑的兩倍。他們還有一個(gè)共同點(diǎn)：到目前為止，所有18顆行星都無法從開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)中探測(cè)到，因?yàn)橐话愠Ｒ姷乃阉魉惴ú粔蛎舾小Ｔ趯ふ疫b遠(yuǎn)世界的過程中，科學(xué)家們經(jīng)常使用所謂的凌日法來尋找亮度周期性下降的恒星。如果一顆恒星恰好有一顆行星，它的軌道平面與地球的視線一致，那么這顆行星每繞一圈就會(huì)遮住一小部分從恒星前面經(jīng)過的恒星光。

國(guó)會(huì)議員勒內(nèi)·海勒博士解釋說：標(biāo)準(zhǔn)搜索算法試圖識(shí)別亮度的突然下降，然而，在現(xiàn)實(shí)中，一個(gè)恒星盤的邊緣看起來比中心略暗。當(dāng)一顆行星運(yùn)行在一顆恒星的前面時(shí)，它最初阻擋的星光比凌日中期要少。恒星的最大調(diào)暗發(fā)生在凌日中心，就在恒星逐漸變亮之前。大型行星傾向于產(chǎn)生其主恒星深度和清晰的亮度變化，因此恒星上細(xì)微的中心到邊緣亮度變化很難在發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮作用。然而“小行星”給科學(xué)家們帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

它們對(duì)恒星亮度的影響是如此之小，以至于很難從恒星的自然亮度波動(dòng)和任何觀測(cè)必然帶來的噪聲中分辨出來。勒內(nèi)·海勒(Rene Heller)的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)能夠證明，如果在搜索算法中假設(shè)一條更真實(shí)的光曲線，那么過境法的靈敏度可以顯著提高。Sonneberg天文臺(tái)的Michael Hippke說：新算法有助于繪制出一幅更真實(shí)的外行星在太空分布情況。這種方法是向前邁出的重要一步，尤其是在尋找類地行星方面。研究人員使用美國(guó)宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)作為新算法的測(cè)試平臺(tái)。

在2009年至2013年的第一個(gè)任務(wù)階段，開普勒記錄了10萬(wàn)多顆恒星的光曲線，發(fā)現(xiàn)了2300多顆行星。由于技術(shù)缺陷，該望遠(yuǎn)鏡不得不被用于另一種觀測(cè)模式，稱為K2任務(wù)，但到2018年任務(wù)結(jié)束時(shí)，它仍然監(jiān)測(cè)了超過10萬(wàn)顆恒星。作為新算法的第一個(gè)測(cè)試樣本，研究人員決定重新分析K2的517顆恒星，這些恒星已知至少有一顆凌日行星。哥廷根大學(xué)的凱羅登貝克(Kai Rodenbeck)和國(guó)會(huì)議員說：除了已知的行星，研究人員還發(fā)現(xiàn)了18個(gè)以前被忽視的新天體。更重要的是，大多數(shù)新行星的軌道比以前已知的行星更接近恒星。

因此，這些新行星表面的溫度很可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過100攝氏度；有些甚至有高達(dá)1000攝氏度的溫度。只有一顆天體是例外：它可能在所謂的宜居帶內(nèi)圍繞其紅矮星運(yùn)行。在離恒星如此有利的距離上，這顆行星可能會(huì)提供液態(tài)水在其表面出現(xiàn)的條件——這是我們所知地球上生命存在的基本先決條件之一。當(dāng)然，研究人員也不能排除他們的方法對(duì)所研究系統(tǒng)中的其他行星也是盲目的。特別是，距離主恒星較遠(yuǎn)的小行星是有問題的。需要更多時(shí)間來完成一個(gè)完整的軌道比行星圍繞恒星更近。

因此，在較寬軌道上的行星凌日發(fā)生的頻率較低，這使得它們的信號(hào)更難被探測(cè)到。新方法開辟了迷人的可能性，除了目前正在研究的517顆恒星，開普勒項(xiàng)目還提供了數(shù)十萬(wàn)顆其他恒星的數(shù)據(jù)集。研究人員假設(shè)，新方法將使他們能夠在開普勒主要任務(wù)的數(shù)據(jù)中找到100多個(gè)地球大小的系外行星。MPS常務(wù)董事勞倫特·吉松教授說：這種新方法對(duì)于準(zhǔn)備歐洲航天局將于2026年發(fā)射的柏拉圖任務(wù)也特別有用。柏拉圖任務(wù)將發(fā)現(xiàn)并描述更多圍繞類太陽(yáng)恒星的多行星系統(tǒng)，其中一些將能夠孕育生命。

博科園｜研究/來自：馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)

參考期刊《Astronomy & Astrophysics》

DOI: 10.1051/0004-6361/201935600

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普