美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星(TESS)只投入工作不到两个月,就已经开始为地球上的物品付出代价了。寻找系外行星的太空望远镜已经发现了两颗候选行星,地平线上还有更多行星。
这两颗候选行星被称为 Pi Mensae c,围绕亮黄色矮星 Pi Mensae 运行,距离地球不到 60 光年; LHS 3844 b,围绕红矮星 LHS 3844 运行,距离我们不到 49 光年。
TESS 于 7 月 25 日进行了第一次测试观察(并设法获得了一些结果)彗星经过的精彩照片),其首次官方科学观测于 8 月 7 日开始。
然而,从它睁开眼睛的那一刻起,它就在观察一大片天空——四个光学相机——而这两项发现都是基于7月25日至8月22日的数据。
TESS 的首次官方科学观测,拍摄于 8 月 7 日。(NASA/MIT/TESS)
到目前为止,它们只是候选行星,还有待最终审查过程的验证。如果他们通过了测试,他们将作为 TESS 的前两个发现载入史册。以下是我们迄今为止对它们的了解。
这两颗行星看起来都像地球一样,都是岩石行星,但根据我们的指导方针,这两颗行星都不适合居住——它们距离恒星都太近,不存在液态水。
Pi 表 c,第一颗行星公布,是一个超级地球,其大小略高于地球的两倍。它与 Pi Mensae 非常接近——它绕恒星运行仅需 6.27 天。
初步分析表明,这颗行星有一个岩石铁核,并且还含有相当一部分较轻的物质,如水、甲烷、氢和氦——尽管我们需要更详细的调查来证实这一点。
它还有一个兄弟姐妹——它并不是第一个被发现绕 Pi Mensae 运行的天体。这份荣誉归于Pi表b,一颗质量为 10 倍的巨大行星2001 年发现的。它比 Pi Mensae c 更远,轨道周期为 2,083 天。
LHS 3844b稍微小一点,被归类为“热地球”。它的大小仅是地球的 1.3 倍多一点,轨道极其紧凑,运行时间仅为 11 小时。由于两者距离如此之近,这颗行星很可能受到过多的恒星辐射而无法保留大气层。
TESS 确实需要一些时间来收集足够的数据来识别系外行星。与它的前身开普勒一样,它使用所谓的凌日法进行探测——多次扫描和拍摄天空的一个区域,寻找视野中恒星亮度的变化。
当一颗恒星反复、有规律地变暗时,这是一个很好的迹象,表明有一颗行星正在它和 TESS 之间经过。
通过使用光线变暗的量和多普勒光谱(即恒星由于行星引力而前后轻微移动时光线的变化),天文学家可以推断出有关行星的详细信息,例如它的大小和质量。
开普勒利用这种方法发现2,652 个已确认的行星迄今为止,其第一次和第二次任务之间的距离在 300 到 3,000 光年之间。开普勒是仍在运营,但勉强;燃料完全耗尽只是时间问题。
TESS 的搜索距离更近,目标距离在 30 到 300 光年之间,这些恒星比开普勒观测到的恒星更亮。因此,它识别出的系外行星将是利用光谱学(光分析)进行观察的有力候选者。
当一颗行星经过恒星前方时,它会对恒星发出的光产生影响,并根据其大气层的成分(如果有的话)改变它。地面天文台和詹姆斯·韦伯太空望远镜(2021 年发射后)将必须进行这些后续观测。
与此同时,TESS 还有很长的路要走。它的任务计划为期两年,期间将勘测 85% 的天空,分为 26 个区域。美国宇航局估计该任务将监测超过五十万颗星星。
Pi Mensae c 和 LHS 3844 b 均在第一个区域被发现——这一结果对任务的其余部分来说是个好兆头。特别是开普勒于 2009 年发射,只计划了 3.5 年。如果幸运的话,TESS 将在 2020 年之后继续顺利发展。
“在第一个 TESS 观测区期间,在附近的 M 矮星周围发现了一颗类地行星,这表明未来发现的前景是光明的,”研究人员在 LHS 3844 b 论文中写道。
“值得记住的是,90% 的天空尚未被 TESS 或开普勒观测过。”