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我们刚刚发现了一个超级地球,可能是被海洋覆盖的水世界

我们刚刚发现了一个超级地球,可能是被海洋覆盖的水世界

系外行星 TOI-1452b 的水世界艺术印象。 (Benoit Gougeon / 蒙特利尔大学)

一颗距离地球仅 100 光年的系外行星似乎是迄今为止最好的地球候选者,因为它是一个漂浮的、被水覆盖的海洋世界。

它被称为 TOI-1452b,针对其大小和质量的测量表明其密度分布与全球液态海洋一致。 科学家们相信,像这样的世界是可能的,但他们还没有真正确凿地找到一个。

我们需要通过詹姆斯韦伯太空望远镜的后续观测,研究这颗系外行星的大气层,并对 TOI-1452b 的性质做出更有把握的裁决,但初步结果非常耐人寻味。

「这篇论文报告了温带系外行星 TOI-1452b 的发现和特征。」 由加拿大蒙特利尔大学的天文学家 Charles Cadieux 领导的研究小组在 The Astronomical Journal 上发表的一篇论文中写道。

「根据我们内部建模的结果以及该星球受到适度辐射的事实,使 TOI-1452b 成为一个很好的候选水世界。」

尽管 TOI-1452b 相对接近太阳系,但很容易理解它为什么直到现在才被发现。

这颗系外行星被发现围绕着一对小而暗的红矮星中的一颗运行,它们之间的距离仅有97个天文单位。 这个距离如此之近,让这两颗星几乎是一体的。

然而,TESS 系外行星搜寻望远镜足够灵敏,可以探测到星光中规律的微弱下降,这表明有一个天体经常在我们和它的主星之间经过。 穿过恒星的那些过程被称为凌日。 研究人员在加拿大 Mont Mégantic 天文台用他们自己的高灵敏度仪器进行了追踪,该仪器被设计用来探测系外行星的凌日。

两台望远镜的观测结果表明,确实有一颗系外行星绕着TOI-1452双星中的一颗恒星运行。

通过观察这颗恒星发出的光量以及当系外行星从前面经过时它会变暗多少,研究人员能够确定这颗系外行星相对较小,是地球大小的 1.672 倍——我们称之为「超级地球」。

它与它的恒星一起在一个11天的轨道上运行,这对我们来说似乎太近了,而我们的轨道相对来说是悠闲的365天。 然而,由于这颗恒星与太阳相比是如此的凉爽和昏暗,这使得这颗系外行星处于这颗恒星温带的中间位置。 这离恒星不会太远,也不会太冷,使其表面的任何液态水都结冰,也不会太近,以至于水会在恒星的热量下蒸发。

我们刚刚发现了一个超级地球,可能是被海洋覆盖的水世界
系外行星 TOI-1452b 的艺术印象。 (Benoit Gougeon / 蒙特利尔大学)

接下来,研究人员仔细观察了这颗恒星。 具体来说,他们研究了它的径向速度——是它由于系外行星的引力影响而移动的方式。 这是因为系统中的任何两个天体都围绕着一个共同的重力中心运行——这意味着这颗恒星在其与 TOI-1452b 的轨道排列中只是移动了一点点。

恒星光线的变化展示了这种运动,甚至更好的是,天文学家可以通过确定这种运动的强度来计算轨道物体的质量。 因此,他们能够推导出TOI-1452b的质量是地球质量的4.82倍。

这就是它开始变得非常有趣的地方。

一但你有了一个物体的大小和质量,你就可以推断出它的平均密度。 对于 TOI-1452b,该密度为 5.6 克/立方厘米,非常接近地球 5.5 克/立方厘米的密度。 但研究人员表示,对于质量更大的物体,与地球相似的密度表明该物体由更轻的材料组成。

Cadieux 说:「TOI-1452b 是我们迄今为止发现的海洋行星的最佳候选者之一,它的半径和质量表明,它的密度远低于人们对基本上由金属和岩石组成的行星(如地球)的预期密度。」

他们模拟了这颗系外行星的内部成分,并确定其多达 30% 的质量可能是水。

水在这颗系外行星的质量比例非常巨大。 相比之下,水只占地球质量的不到1%; TOI-1452b 的组成似乎更接近于在木星轨道上的水卫星欧罗巴,以及在土星轨道上的土卫二。

然而,仅凭我们的测量结果,无法准确地说出TOI-1452b是由什么制成的。 这就是韦伯望远镜的作用了。

你还记得这颗系外行星是如何在我们和它的恒星之间经过的吗? 恒星的一些光线将穿过系外行星的大气层,如果它有大气层的话。 韦伯的灵敏度足以详细地探测到光的差异,科学家们可以计算出系外行星大气中的物质。

如果 TOI-1452b 是一个水世界,那么韦伯望远镜是我们认识它的最佳机会。

「使用韦伯望远镜进行的观测能更好地理解 TOI-1452b,我们会尽快预定时间在韦伯上观察这个奇异而奇妙的世界。」 蒙特利尔大学的天文学家 René Doyon 说。

该研究已发表在 The Astronomical Journal 上。

引用数据 :

Starr, M., (26 August 2022). We Just Found a ‘Super-Earth’ That Could Be an Ocean-Covered Water World. ScienceAlert
Cadieux, C., Doyon, R., Plotnykov, M., Hébrard, G., Jahandar, F., Artigau, E., Valencia, D., Cook, N. J., Martioli, E., & Vandal, T., (2022). TOI-1452 b: SPIRou and TESS Reveal a Super-Earth in a Temperate Orbit Transiting an M4 Dwarf. The Astronomical Journal
图片来源:https://www.sciencealert.com/we-just-found-a-super-earth-that-could-be-an-ocean-covered-water-world (Benoit Gougeon/Université de Montréal)

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

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