調(diào)查者發(fā)現(xiàn)了宇宙中一個(gè)有趣的巧合。通過(guò)舊的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)，他們找到了一個(gè)地球大小的系外行星，該行星的公轉(zhuǎn)周期正好等于π，也就是3.14天。

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K2-315b行星的概念圖，其公轉(zhuǎn)周期為3.14地球日，正好等于圓周率π。圖片來(lái)自 Image via NASA Ames/ JPL-Caltech/ T. Pyle/ Christine Daniloff/?MIT.

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如果你正好同時(shí)喜歡地外行星和數(shù)學(xué)，那你也會(huì)對(duì)它感興趣。

近幾年科學(xué)家在一些較遠(yuǎn)的恒星周圍發(fā)現(xiàn)了大量圍繞其公轉(zhuǎn)的地球大小星球。 現(xiàn)在MIT的科學(xué)家們公布了一個(gè)行星，它的公轉(zhuǎn)周期正好等于圓周率，3.14地球日。

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如果你不熟悉圓周率，它是一個(gè)無(wú)理數(shù)，等于一個(gè)與圓的周長(zhǎng)除以它的直徑。

不論圓周是大還是小，這個(gè)比值永遠(yuǎn)等于π。這也使得π成為最重要的數(shù)學(xué)常數(shù)之一。這顆行星被標(biāo)記為K2-315b，但是科學(xué)家們都叫它“π星”。

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在一篇新出版于2020年9月21日《天文學(xué)期刊》的經(jīng)過(guò)同行審查的論文中，討論了這顆π星。來(lái)自麻省理工的主要作者Prajwal Niraula說(shuō)道：“這顆行星像機(jī)械時(shí)鐘一樣運(yùn)動(dòng)?！?/span>

聯(lián)合作者Julien de Wit說(shuō)道：“這些天每個(gè)人都得找一些樂(lè)子?！?/span>

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發(fā)現(xiàn)π新行星，該行星圍繞它的恒星旋轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間為3.14天。

事實(shí)是，自從許多像π星球這樣有著極短軌道運(yùn)行周期的外星球被發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有人提出一些令人匪夷所思的事情或像外星人等外星生物并不包含在研究中。

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π星，被命名為K2-315b行星，與地球近乎一樣大，半徑為地球半徑的0.95倍，它同時(shí)也和金星一樣大小，就像是我們附近的第二世界。但與此同時(shí)，研究表明該行星的表面溫度高達(dá)350華氏度（約為177攝氏度），是極端酷熱的星球，雖然其不像金星一般炙熱（金星表面溫度約為465℃～485℃），但仍然不宜居。

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該行星圍繞著一顆被命名為EPIC249631677的紅矮星（或M性恒星）旋轉(zhuǎn)，此紅矮星溫度比太陽(yáng)更低，約是太陽(yáng)體積的十五分之一，同時(shí)距離地球186光年（57個(gè)單位的秒差距）。π星極短的3，14天的運(yùn)行周期表明此星球圍繞它的恒星旋轉(zhuǎn)速度迅速，約為每小時(shí)181，000英里（約為291公里）。但就算科研人學(xué)認(rèn)為該行星像我們所處的地球一樣多石，它與恒星極為貼近的距離和灼熱的溫度仍然表明它不適宜任何形式的生命居住。

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從數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料現(xiàn)實(shí)，K2-315b?行星在2017年使用開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡被首次發(fā)現(xiàn)（此處應(yīng)有圖像）。該行星的圖片由美國(guó)宇航局研究中心（NASA))提供.

科研人員Niraula表明：已經(jīng)達(dá)成共識(shí)的是該星球由于表面溫度過(guò)高兒而不適宜居住。K2行星在2017年持續(xù)擴(kuò)張，與此同時(shí)，我們首次使用凱普特空間望遠(yuǎn)鏡以數(shù)據(jù)的形式發(fā)現(xiàn)了此K2行星。在那時(shí)，我們將這顆星球視為預(yù)備行星，但隨后經(jīng)過(guò)SPECULOOS機(jī)構(gòu)運(yùn)用實(shí)地望遠(yuǎn)鏡確定了該星為一顆行星。在此次實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)谥抢腜aranal天文觀察臺(tái)用到了四公尺長(zhǎng)的天文望遠(yuǎn)鏡以及另一架完全相同的卻處于西班牙被命名為Artemis的望遠(yuǎn)鏡。以上關(guān)于此行星的發(fā)現(xiàn)同時(shí)也說(shuō)明了數(shù)據(jù)也是有效且有重要研究?jī)r(jià)值的。就像是DeWit對(duì)此次研究評(píng)價(jià)到：我們現(xiàn)在知道我們可以運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)深度探究星球，同時(shí)我們希望我們沒(méi)有遺漏其余別的星球，特別是那些對(duì)于科研有重要研究?jī)r(jià)值的行星。

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?????瀏覽過(guò)去的數(shù)據(jù)，Niraula發(fā)現(xiàn)：當(dāng)行星從我們有利的位置經(jīng)過(guò)恒星時(shí)，恒星將產(chǎn)生20度下降。這種每3.14天重復(fù)一次的下降，表明在恒星的周圍可能存在一顆行星繞其轉(zhuǎn)動(dòng)。為了證實(shí)這一點(diǎn)：研究員們需要確定一個(gè)觀測(cè)凌日的最佳時(shí)間，但正如合著者，本杰明?拉克姆（Benjamin?Rackham)所說(shuō)：

????在地面上確定一個(gè)最佳的觀測(cè)夜有點(diǎn)棘手。是因?yàn)?，即使你從K2數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了3.14天這個(gè)信號(hào)，它也有可能是一個(gè)軌道的周期疊加起來(lái)的。

????在智利的帕瑞納天文臺(tái)（Paranal?Observatory)有4個(gè)配備1米主鏡的SPECULOOS望遠(yuǎn)鏡，用來(lái)觀測(cè)證實(shí)外行星Pi星的存在。觀測(cè)的圖像可以通過(guò)ESO/維基百科看到。

????Rackham開(kāi)發(fā)了一種可以預(yù)測(cè)凌日時(shí)間的算法，它成功的預(yù)測(cè)了2020年2月是觀測(cè)凌日的最佳時(shí)間。在此之前，研究員們共清晰的看到3次凌日現(xiàn)象：前兩次是用SPECULOOS望遠(yuǎn)鏡在北半球觀測(cè)到的，第三次是在北半球的阿爾忒斯彌斯（Artemis）觀測(cè)到的。

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????SPECULOOS望遠(yuǎn)鏡證明了Pi星的存在并不令人驚訝，因?yàn)樗怯脕?lái)探測(cè)褐矮星星系中適宜居住，和地球大小相當(dāng)?shù)男行堑?。另一位合著者Artem?Burdanov說(shuō)：

??????這些超冷矮星散布在天空中。像SPECULOOS這種在地面上進(jìn)行觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡，可以幫助我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)又一個(gè)超冷矮星。

??????科學(xué)家們將用即將來(lái)臨的詹姆斯?韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）分析行星們所在的大氣層，這樣也將是一個(gè)發(fā)現(xiàn)更小行星的好機(jī)會(huì)。

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這顆已被證實(shí)的行星非常適合研究類地系外行星學(xué)。雖然系外行星凌日超冷矮星為詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)類地系外行星進(jìn)行大氣研究提供了最好的機(jī)會(huì)，但像EPIC 249631677b這樣在100個(gè)秒差距內(nèi)繞中等質(zhì)量矮星軌道運(yùn)行的行星，將越來(lái)越多的為下一代天文臺(tái)所用。

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麻省理工的Prajwal Niraula是這項(xiàng)新研究的主要作者。圖片來(lái)自EAPS/MIT

Niraula也指出：

未來(lái)會(huì)有更多有趣的行星，正好可以用詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，這是一架設(shè)計(jì)用來(lái)探測(cè)外星世界大氣層的望遠(yuǎn)鏡。有了更好的算法，希望有一天，我們可以尋找更小的行星，甚至像火星一樣小。

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雖然K2-315b的軌道與圓周率數(shù)學(xué)常數(shù)的前幾位相同可能是一個(gè)有趣的巧合，但這一發(fā)現(xiàn)再次表明，有許多像地球一樣大小的世界等待被發(fā)現(xiàn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的數(shù)量在迅速增長(zhǎng)，科學(xué)家們完全預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多。

總結(jié)：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆地球大小的系外行星，其軌道周期與數(shù)學(xué)常數(shù)π相匹配。

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作者：Paul Scott Anderson

FY：Astronomical volunteer team

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