澎湃新聞記者 虞涵棋
在最近舉行的美國天文學年會上，美國國家航空航天局（NASA）“秀”的不僅有新一代主力系外行星探測器“苔絲”（TESS），還有兩名高中生。他們分別參與了“苔絲”發(fā)現(xiàn)首顆類地大小的宜居帶行星和首顆存在雙日系統(tǒng)中的行星。
“苔絲”全稱“凌日系外行星勘測衛(wèi)星”，于2018年4月發(fā)射升空，旨在“接棒”開普勒太空望遠鏡成為行星獵手。具體而言，“苔絲”通過檢測恒星亮度隨時間變化的光曲線來尋找行星。一旦出現(xiàn)“凌日”現(xiàn)象，即當行星掠過恒星表面時，恒星的亮度就會像發(fā)生日食一樣有所下降。
原理很直觀，開普勒望遠鏡就用這種方法找到了4000余顆系外行星。但在實際操作中，依然會出現(xiàn)困難和誤判。令人驚喜的是，高中學生就能在NASA的研究團隊里幫助解決這些問題。
雙日輝映
沃爾夫·庫克爾（Wolf Cukier）剛剛在紐約斯卡斯戴爾高中讀完高三，進入NASA著名的戈達德飛行中心進行暑期實習。
他查看了此前被志愿者們標記為“日食雙星系統(tǒng)”的所有數(shù)據(jù)。這是一種兩顆恒星圍繞彼此旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，從觀測角度看會互相遮蓋。
在雙日系統(tǒng)里尋找行星可比在單日系統(tǒng)里難。在兩顆恒星的影響下，行星的凌日現(xiàn)象并不規(guī)律，此外，“苔絲”很難發(fā)現(xiàn)行星掠過小一點的那顆恒星。
這是一類目前的計算機算法不太擅長的信號，反而是人眼更容易尋找蛛絲馬跡。因此，像庫克爾這樣的實習生需要逐個排查數(shù)據(jù)。
實習剛開始3天左右，庫克爾就發(fā)現(xiàn)一個標記為TOI 1338的雙日系統(tǒng)里存在不尋常的信號。這個信號乍看像是小恒星遮蓋大恒星造成的日食，但出現(xiàn)的時機不對。他反應過來，這其實是一顆行星。
TOI 1338雙日系統(tǒng)
最終證實，這顆TOI 1338 b距離地球1300光年，比地球大6.9倍，介于海王星和土星之間。它的兩顆“太陽”，一顆比我們的太陽大上10%，另一顆則更冷更暗，只有太陽質(zhì)量的三分之一。
溫度宜居
“苔絲”在工作第一年就發(fā)現(xiàn)了100光年外的恒星TOI 700，并捕捉到它的三顆行星的多次凌日。科學家們一開始認為它與我們的太陽大體類似。
然而，高中生阿爾頓·斯賓塞（Alton Spencer）和幾個研究人員一起發(fā)現(xiàn)這是個誤判。TOI 700實際上一顆更小更冷的恒星，質(zhì)量和大小大約只有太陽的40%，表面溫度也只有太陽的一半。
修正了參數(shù)之后，它的三顆行星的體積和溫度就相應地大幅下調(diào)?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，最外圍的第三顆行星TOI 700 d一下子掉到了宜居帶內(nèi)，也就是說，溫度允許其上面存在液態(tài)水。
TOI 700和三顆行星
具體而言，它要比地球的體積大上20%，公轉(zhuǎn)周期為37天，從恒星那里接收到的能量要比地球從太陽接收到的少14%。
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