在距离地球100光年的一个双星系统中,一颗宜居的海洋行星正围绕着一颗红矮星运行,这为詹姆斯·韦布太空望远镜提供了一个诱人的科研目标。
这颗系外行星的编号为TOI-1452b,最初是由美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星(TESS)发现的。但由于TESS无法将这颗双星系统分解为两颗恒星,这颗凌日天体的确切性质还无法确定。因此,加拿大蒙特利尔大学博士生查尔斯·卡迪厄领导的天文学家团队对它进行了后续研究。
首先,研究人员在位于加拿大魁北克的1.6米望远镜上使用了PESTO(法语单词“掩星中的太阳系外行星”的首字母缩写)仪器来解析双星系统中的两颗恒星。
天文学家发现,这两颗恒星都是红矮星,它们之间相隔97个天文单位(一个天文单位,简称AU,是地球和太阳之间的平均距离,约9300万英里或1.5亿公里)。他们还验证了TOI-1452b的轨道确实是围绕这两颗红矮星之一运行。根据这颗恒星在过境期间被行星阻挡的光量,卡迪厄的团队计算出这颗行星的直径是地球的1.67倍,每11.1天绕其红矮星一周。
卡迪厄的团队随后转向位于夏威夷天文望远镜,那里有一个名为“SPIRou”的仪器,可以测量这颗行星的主恒星的径向速度。径向速度指的是恒星在其轨道行星的引力作用下来回“摆动”的量。根据这颗恒星的径向速度测量,团队确定TOI-1452b的质量比地球的质量大4.8倍。
这样的行星被称为“超级地球”——它们太小了,不可能是气态的,但比太阳系中的类地行星更大、更奇怪。掌握了TOI-1452b的半径和质量之后,科学家们就可以计算出它的体积密度。结果表明,这颗行星的22%——也许多达30%,是由岩石内核周围的水构成的。这一比例与太阳系中冰冻卫星的冰量类似,例如木星的木卫二和土星的土卫六。
与那些冰冷的卫星不同,TOI-1452b位于其恒星的宜居带——恒星周围的温度适合液态水存在的区域。因为红矮星比太阳小,温度也更低,所以它们的宜居带缩小了。如果太阳系中有一颗行星绕太阳公转的距离与TOI-1452b绕其恒星公转的距离相同,即570万英里(910万公里),那么它就会被烤焦。然而,TOI-1452b的温度适中,并且该星球上的水很可能以液态形式存在。
卡迪厄在一份声明中说:“TOI-1452b是我们迄今为止发现的最宜居的海洋行星之一。它的半径和质量表明,其密度远远低于人们对一颗基本由金属和岩石组成的行星的预期,比如地球。”
TOI-1452b与太阳系的距离相对较近,这意味着TOI-1452b现在已经并入了温带系外行星之列。这些行星离地球足够近,足以让JWST研究它们的大气层,并寻找潜在的生命迹象。
蒙特利尔大学的天文学家René Doyon在声明中说:“我们将尽快利用韦布望远镜来观察这个瑰丽而奇妙的世界。”
(科幻世界 独家编译)
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