在宜居帶發現的超級地球系外行星TOI

2025-12-11 16:42:10 分類：知識 閱讀(8449)

藝術家描繪的圍繞紅矮星運行的超級地球表面。圖像:uux.cn/ESO/M. Kornmesser
（神秘的發地球地球uux.cn）據《今日宇宙》（埃文·高夫）：天文學家發現一顆新的超級地球圍繞一顆M矮星（紅矮星）運行，距離大約137光年。現的系外行星西安新城區怎么找真實的上門服務[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務快速安排面到付款不收定金這顆行星被命名為TOI-715b，超級它大約是宜居地球半徑的1.55倍，位于恒星的發地球宜居帶內。該系統中還有另一個行星候選者。現的系外行星它的超級大小與地球相當，如果得到證實，宜居它將是發地球迄今為止TESS發現的最小宜居帶行星。
TOI-715是現的系外行星一顆普通的紅矮星。它的超級質量約為太陽的四分之一，半徑約為太陽的宜居四分之一。TOI-715b離恒星很近，發地球它的現的系外行星緊密軌道只需要19天就可以繞這顆矮星一周。由于紅矮星比太陽暗得多，西安新城區怎么找真實的上門服務[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務快速安排面到付款不收定金這使超級地球處于恒星的保守宜居帶。
發表在《皇家天文學會月刊》上的新研究介紹了這一發現。它的標題是“一顆地球半徑為1.55的宜居帶行星，由黃道南極附近的M4星TOI-715承載。”主要作者是伯明翰大學物理和天文學院的喬治娜·德拉斯菲爾德。
宜居帶是識別可能有液態水的行星的一種相當粗糙的方法。由于恒星的光譜類型、行星的反照率、質量，甚至其大氣的多云程度都可以決定一顆行星是否有液態水，因此它的邊界不清楚，甚至相互矛盾。
保守的宜居區（CHZ）的想法更有幫助。它來自Kopparapu等人2014年的一篇論文。在恒星周圍的一個區域，一顆巖石行星接受的太陽輻射量是地球的0。42至0。842倍。無論距離遠近，任何接收到如此多能量的巖石行星都位于CHZ。
在恒星的CHZ發現超級地球總是令人興奮的。它激發了我們對其他星球的好奇心，以及一些星球可能存在其他生命的可能性。出于這個原因，它們比像熱木星這樣的行星更有趣，因為熱木星不可能存在液態水或生命。即使是最頑強的極端微生物也無法在熾熱木星的惡劣環境中生存。
但這一發現也因其他幾個原因而令人興奮。
既然我們已經發現了數千顆系外行星，天文學家正在觀察這些行星的數量趨勢。他們注意到的一件事是小行星數量在1.5到2個地球半徑之間的差距。它被稱為小行星半徑間隙或亞海王星半徑間隙（也稱為富爾頓間隙和光電蒸發谷。）在1.55地球半徑處，TOI-715b在該間隙內。
在這個半徑間隙中不太可能形成行星。行星必須從更大的地方開始，然后失去質量，最終進入這個間隙。因此，富爾頓間隙告訴我們一些關于一些行星如何失去質量的事情。天文學家認為這個間隙中的行星開始時更大，但它們的恒星通過光蒸發作用剝離了一些質量，使它們收縮。這就是為什么它有時被稱為光電蒸發谷。山谷和光蒸發周圍有很多不確定性，天文學家希望研究山谷中的行星，看看他們能學到什么。

研究中的這張圖用藍色顯示了保守的宜居帶。y軸顯示了透射光譜度量，這是一種對行星大氣受JWST光譜測量影響程度的測量。x軸顯示恒星暴曬。TOI-715b以兩種形式出現:巖石世界和水世界。如果它是一個水世界，它更容易通過JWST進行有效的光譜分析。TOI-715的另一顆候選行星顯示為綠色。還展示了其他有趣的系外行星，包括黃色的TRAPPIST-1行星。學分:uux.cn/皇家天文學會每月通知（2023年）。DOI: 10.1093/mnras/stad1439
“半徑谷的重要性在于它有可能教會我們行星的形成和形成后的演化，因此，這個缺口內的行星對于加深我們對塑造它的因素的理解至關重要，“作者解釋道。
M矮星周圍是否存在這種半徑差距還不確定。有可能M矮星有密度間隙而不是半徑間隙。“然而，Luque & pallé（2022年）最近的一項研究表明，M矮行星可能有一個密度差距，而不是一個半徑差距來分隔兩個小行星種群（巖石世界和水世界），”作者寫道。
無論是半徑差距還是密度差距，TOI-715b都應該告訴我們一些關于系外行星、光蒸發和紅矮星周圍系外行星分布的性質的信息。但是要發現它告訴我們什么還需要進一步的詳細觀察。這是這顆超級地球如此引人入勝的第二個原因。
自從我們開始尋找系外行星以來，科學家們一直期待著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡投入使用的那一天。“JWST時代終于到來了，隨之而來的是詳細描述系外行星大氣特征的時代，”作者在論文中寫道。JWST有能力觀測系外行星大氣的光譜并確定其成分。但是，即使JWST非常強大，一些目標也比其他目標為透射光譜學提供了更好的機會。
TOI-715b是主要目標，因為它離恒星很近。由于TOI-715是一顆小型紅矮星，這顆行星每19天繞其運行一周，這顆系外行星在其恒星面前的過境更深更頻繁。這意味著JWST不需要太多時間來觀察行星的大氣層，這使得它可以有效地利用太空望遠鏡的時間。
作者解釋說:“在通過透射光譜進行大氣表征的背景下，明亮的鄰近M矮星是理想的行星宿主，因為小型溫帶行星將頻繁過境，從而能夠以更少的望遠鏡時間對大氣特征進行高信噪比探測。”
這個超級地球可以居住嗎？沒有JWST光譜學，我們只能猜測。它處于保守的宜居區，但這并沒有讓我們走得很遠。盡管如此，還是有一些充滿希望的跡象。
TOI-715比我們的太陽老一點，大約66億歲。根據作者的說法，這顆恒星顯示出“低程度的磁活動”。這可能就是為什么與年輕的M矮星相比，這顆恒星在TESS光變曲線中沒有出現閃光的原因。眾所周知，紅矮星表現出極其強大的耀斑，可以使行星絕育。它們還可以剝離大氣層，這可能是系外行星光蒸發谷的原因。
另一顆行星可能正在圍繞TOI-715運行。它目前只有一個名為TIC 271971130.02的候選行星，但如果得到確認，它將是TESS有史以來發現的最小宜居帶行星。但還需要后續的觀察來證實。
TOI-715系統是一個迫切需要進一步研究的目標。TOI-715b正在等待輪到它，但最終，JWST將檢查它的大氣層。如果這些結果支持宜居性，天文學家的興奮只會增加。與此同時，我們可能會了解更多關于半徑或密度差距的信息，這是更徹底了解系外行星的一個障礙。
再加上這顆恒星可能擁有另一顆宜居帶行星，這是TESS迄今發現的最小的一顆宜居帶行星，TOI-715系統變得更加重要。