艺术家描绘的围绕红矮星运行的超级地球表面。 （ESO/M. Kornmesser）
天文学家发现了一颗新的超级地球，绕着一颗 M 矮星（红矮星）运行，距离我们约 137 光年。
这颗行星被命名为 TOI-715b，半径约为地球的 1.55 倍，位于恒星的宜居带内。系统中还有另一个候选行星。它的大小与地球相当，如果得到证实，它将是TESS迄今为止发现的最小的宜居带行星。
TOI-715 是一颗普通的红矮星。它的质量约为太阳的四分之一，半径约为太阳的四分之一。 TOI-715b距离恒星很近，其紧密轨道仅需19天即可完成绕矮星一圈。由于红矮星比太阳暗得多，这使得超级地球位于恒星保守的宜居带内。
发表在《皇家天文学会月刊》上的新研究介绍了这一发现。它的标题是“一颗地球半径为 1.55 的宜居带行星，由 TOI-715 托管，TOI-715 是黄道南极附近的一颗 M4 恒星。“主要作者是伯明翰大学物理与天文学学院的乔治娜·德兰斯菲尔德 (Georgina Dransfield)。
宜居带是识别可能存在液态水的行星的一种相当粗略的方法。它的边界不清楚，甚至是矛盾的，因为恒星的光谱类型、行星反照率、质量，甚至大气层的云度都可以决定行星是否有液态水。
保守的宜居区（CHZ）的想法更有帮助。它来自 2014 年的一篇论文科帕拉等人。这是恒星周围的一个区域，其中岩石行星接收到的太阳辐射量是地球接收的太阳辐射量的 0.42 到 0.842 之间。任何接收到如此多能量的岩石行星都位于 CHZ，无论距离如何。
在恒星的 CHZ 中发现超级地球总是令人兴奋的。它激发了我们对其他行星的好奇心，以及其中一些行星可能存在其他生命的可能性。因此，它们比热木星等行星更有趣，因为热木星存在液态水或生命的可能性为零。即使是最顽强的极端微生物也无法在高温下生存的环境恶劣。
但由于其他几个原因，这一发现也令人兴奋。
“终于，JWST 时代到来了，随之而来的是详细描述系外行星大气特征的时代。” – 来自“TOI-715 托管的一颗 1.55 地球半径的宜居带行星，一颗位于黄道南极附近的 M4 恒星。”
现在我们已经发现了数千颗系外行星，天文学家正在观察行星数量的趋势。他们注意到的一件事是小行星人口的差距在 1.5 到 2 个地球半径之间。它被称为小行星半径间隙或亚海王星半径间隙（也称为富尔顿间隙和光蒸发谷）。TOI-715b 位于地球半径 1.55 倍的间隙内。
在这个半径间隙内不形成行星的可能性极小。行星必须一开始就更大并失去质量才能最终进入间隙。因此，富尔顿间隙告诉我们一些行星如何失去质量的信息。
天文学家认为，间隙中的行星一开始较大，但它们的恒星通过光蒸发剥离了一些质量，使它们缩小。这就是为什么它有时被称为光蒸发谷。山谷和光蒸发周围存在很多不确定性，天文学家希望研究山谷中的行星，看看他们能学到什么。
作者解释说：“半径谷的重要性在于它有可能让我们了解行星的形成和形成后的演化，因此，这个间隙内的行星对于进一步了解塑造它的因素至关重要。”
M矮星周围是否存在这种半径间隙还存在一些不确定性。 M矮星可能具有密度差距而不是半径差距。 “然而，Luque & Pallé (2022) 最近的一项研究表明，M 矮行星可能存在密度差距，而不是半径差距来分隔两个小行星群（岩石世界和水世界），”作者写道。
无论是半径差距还是密度差距，TOI-715b 都应该告诉我们一些关于系外行星、光蒸发以及红矮星周围系外行星分布性质的信息。但要发现它告诉我们什么，需要进一步、详细的观察。这是这个超级地球如此令人着迷的第二个原因。
自从我们开始寻找系外行星以来，科学家们就一直期待着詹姆斯·韦伯太空望远镜投入运行的那一天。
作者在论文中写道：“詹姆斯韦伯太空望远镜的时代终于到来了，随之而来的是详细描述系外行星大气特征的时代。”詹姆斯韦伯太空望远镜有能力观察系外行星大气的光谱并确定其成分。但是，尽管 JWST 非常强大，但有些目标比其他目标提供了更好的透射光谱机会。
TOI-715b 是主要目标，因为它距离恒星很近。由于 TOI-715 是一颗小型红矮星，并且该行星每 19 天绕其运行一次，因此这颗系外行星在其恒星前面的凌日更深、更频繁。这意味着 JWST 不需要太多时间来观察行星的大气层，从而有效地利用了太空望远镜的时间。
作者解释说：“在通过透射光谱进行大气特征描述的背景下，明亮的、附近的M矮星是理想的行星宿主，因为小型温带行星将频繁凌日，从而能够用更少的望远镜时间对大气特征进行高信噪比检测。” 。
这个超级地球适合居住吗？由于缺乏 JWST 的光谱学，我们只能进行猜测。它位于保守的宜居区，但这并不能让我们走得太远。尽管如此，还是有一些充满希望的迹象。
TOI-715 的年龄比我们的太阳稍老一些，大约有 66 亿岁。作者表示，这颗恒星表现出“低程度的磁活动”。这可能就是为什么与年轻的 M 矮星相比，这颗恒星在 TESS 光变曲线中没有出现耀斑。众所周知，红矮星会表现出极其强大的耀斑，可以消灭行星。它们还可以剥夺大气层，这可能是系外行星光蒸发谷的形成原因。
另一颗行星可能正在围绕 TOI-715 运行。目前它只是一颗名为 TIC 271971130.02 的候选行星，但如果得到证实，它将成为 TESS 迄今为止发现的最小的宜居带行星。但还需要后续观察来证实。
TOI-715 系统是进一步研究的一个引人注目的目标。 TOI-715b 正在等待，但 JWST 最终将检查它的大气层。如果这些结果支持宜居性，天文学家的兴奋只会增加。与此同时，我们可能会更多地了解半径或密度差距，这是更彻底了解系外行星的障碍。
再加上这颗恒星可能拥有另一颗宜居带行星，这是 TESS 迄今为止发现的最小的一颗，TOI-715 系统变得更加重要。
