凌日系外行星巡天衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)有行星圍繞兩顆恒星運轉(zhuǎn)

在兩顆明亮的恒星之間有一顆較小的行星。

環(huán)雙星行星是指一顆行星圍繞2顆恒星運行，正如這位藝術(shù)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(fā)現(xiàn)的行星叫做TIC 172900988b。它圍繞雙主星運行一周僅需200.5個地球日（木星繞太陽公轉(zhuǎn)一次需要12個地球年）。這個發(fā)現(xiàn)對科學家來講意義重大，因為這證明了用有限的數(shù)據(jù)來探測TIC 172900988b是有可能的?？茖W家們觀察到這顆行星凌日了它的主星，然后在五天后凌日了它的另外一顆主星。這兩顆恒星在20天內(nèi)，在各自的軌道上也經(jīng)歷了一次日食?？茖W家在一份聲明中表明：

以前對于環(huán)雙星行星的探測需要三次凌日的觀測，但這對于較小觀測窗口來講是不可能的。

為了將所有的信息展示在上下文中，您可以選擇查看下面這篇發(fā)布于由Vivien Parmentier在11月10號發(fā)布的的很酷的推文，他與這個這次發(fā)現(xiàn)并沒有關(guān)系。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。發(fā)布后添加的筆記：JPL于2021年12月22日宣布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(shù)量上還增加了另外301顆新的系外行星。

塔圖因的陰影

當然，TIC 172900988b的發(fā)現(xiàn)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(jīng)典第一視角，塔圖因是1977年電影《星球大戰(zhàn)：第四集-新希望》中首次出現(xiàn)的有兩個恒星的虛構(gòu)星球。

現(xiàn)在，天文學家們正在尋找現(xiàn)實生活中的系外雙環(huán)星行星。時至今日，天文學家們通過最新的觀測工具已經(jīng)找到了十四個雙環(huán)星行星系統(tǒng)。

TESS（凌日系外行星勘測衛(wèi)星）的首次發(fā)現(xiàn)

TIC 172900988b 是TESS的首次發(fā)現(xiàn)，TESS是于2018年4月在SpaceX Falcon9火箭上發(fā)射的衛(wèi)星。TESS的主要任務(wù)階段在2020年4月結(jié)束，在這之前此衛(wèi)星已經(jīng)探測到了大約2600多顆系外行星。TESS發(fā)現(xiàn)的雙環(huán)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(fā)現(xiàn)包含了一項由行星科學研究所的科學家進行了部分開發(fā)的新技術(shù)，行星科學研究所是一個致力于探索太陽系的非營利組織，該研究所成立于1972年且總部位于亞利桑那州圖森市。SETI研究所旗下的Veselin B. Kostov領(lǐng)導了這項新研究，這是一家以科研為基礎(chǔ)的非營利組織，總部位于加利福尼亞州山景城。

兩顆相同大小的恒星，其中一顆上面有小黑點。

在TESS的數(shù)據(jù)中，這顆行星從主星（右）的前面經(jīng)過的5天后，又從第二顆主星（左）前面經(jīng)過。圖片來源：帕梅拉·蓋伊/行星科學研究所。

環(huán)雙星行星，背景是一顆較大的恒星和一顆較小的恒星。

藝術(shù)家給出的TIC 172900988b的概念圖，TESS發(fā)現(xiàn)的第一顆環(huán)雙星行星。圖片來源：帕梅拉·蓋伊/行星科學研究所

TESS的雙環(huán)星行星

所以這顆新發(fā)現(xiàn)的行星是TESS行星探測器發(fā)現(xiàn)的第一個雙環(huán)星世界。在主要任務(wù)階段期間，TESS將天空分為26個"扇區(qū)"（北半球13個，南半球13個）。這顆衛(wèi)星位于圍繞地球的高度橢圓的以13.7天為一周期的軌道上。因此，它在每個扇區(qū)觀測了兩個地球軌道，或大約27天，每個扇區(qū)觀測整個天空。

TESS在一個單獨的扇區(qū)（第21區(qū)）中觀測到了新的環(huán)雙星行星。經(jīng)過分析，科學家們可以看到，在相同的連接期內(nèi)，光度圖表曲線展示了這顆行星的兩次凌日，在每顆恒星的前面都有它的身影?？扑雇蟹蛘f：

在一個軌道上發(fā)生多次間隔緊密的凌日現(xiàn)象，是環(huán)雙星行星的一個獨特的觀測特征。這個幾何現(xiàn)象提供了一種新的行星探測方法。TIC 172900988b的發(fā)現(xiàn)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盡管我們的探測范圍有限，但仍然可以用TESS來探測環(huán)雙星行星。這顆新發(fā)現(xiàn)的行星證明了我們的新技術(shù)是有效、適用且成功的。這一發(fā)現(xiàn)證明了我們的新技術(shù)能夠發(fā)揮作用，未來還能夠找到更多的行星。

一個短發(fā)男人，身后的墻上有地圖。

SETI研究所的Veselin B. Kostov帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)了新的環(huán)雙星行星。

圖片來源：SETI Institute。

一種發(fā)現(xiàn)環(huán)雙星行星的新技術(shù)

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

探測環(huán)雙星行星比環(huán)單星行星要復雜得多。探測環(huán)雙星行星的技術(shù)中最被看好的是凌日法，那些在太空中有固定軌道的行星，他們周期性地在他們的恒星和望遠鏡之間經(jīng)過，從而引起了恒星的亮度變暗，凌日法便是測量這些恒星亮度的明暗變化。在這一技術(shù)的運用中，測量恒星光強度的降低用于推斷行星的存在。

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(tǒng)環(huán)繞時，情況就變得復雜了，因為在同一個恒星上發(fā)生的凌日之間的間隔并不是相同的。這顆行星可能會凌日一顆恒星，然后凌日另一顆恒星，再凌日第一顆恒星，以此類推。

只需要兩次凌日

與它的前身開普勒不同，TESS并不適用于尋找環(huán)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(tǒng)。這需要更長的時間來觀測那些特定的凌日，因為行星的軌道周期明顯長于單顆恒星。TESS只用了27天來觀察天空的一部分，隨后移動到下一部分。

所以在通常情況下，TESS最多只能看到兩次凌日，而不是三次。但是現(xiàn)在隨著新技術(shù)的產(chǎn)生，天文學家表明他們可以僅通過兩次凌日就可以確定行星的存在。

TESS的主要任務(wù)在2020年7月4日就結(jié)束了，現(xiàn)在處于一個拓展的任務(wù)階段。它不停地尋找各種各樣的行星，從小塊的巖石到巨大的行星。

兩個并排的 V 形圖形，帶有文本注釋。

TESS在這張圖片里描繪了光度數(shù)據(jù)，顯示了恒星的主要凌日（左）和次級凌日（右）。

圖片來源：SETI Institute。

BY: earthsky

FY: 曾小魚

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