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这幅艺术概念图展示了一颗通过微引力透镜效应发现的行星,OGLE-2016-BLG-1195 Lb。

照片来源:NASA/JPL-加州理工学院

科学家们发现了一颗和地球质量相仿的新行星,它以等日地距离围绕其中央恒星旋转。然而,由于它的恒星光线太微弱,这颗行星可能因为太冷而不适于生命居住。 但这一发现仍然增进了科学家对地外行星系统类型的理解。

加利福利亚洲帕萨迪纳NASA喷气推进实验室的博士后研究员,也是在《天体物理期刊通讯》(Astrophysical Journal Letters, ApJL)上发表文章的第一作者Yossi Shvartzvald说:“这颗‘冰球’行星是通过微引力透镜效应发现的最小质量行星。”

微引力透镜效应是一种通过把背景恒星作为闪光灯以便发现遥远天体的技巧。 当一颗恒星恰好通过一颗明亮的背景恒星前方时,前景星的重力会聚集背景星的光线,使它显得更明亮。 绕行前景天体的行星可能会导致产生额外的星光亮度尖峰信号。 在这种情况下,尖峰信号只持续几个小时。 这种技巧已经帮助发现了已知最遥远的地外行星,并且可以检测那些距其恒星距离大于日地距离的小质量行星。

新发现的行星OGLE-2016-BLG-1195Lb将帮助科学家了解银河系中的行星分布。银河系的银核和围绕银核,如煎饼般的银盘中行星分布密度是否有不同仍是一个待解决的问题,和NASA斯皮策太空望远镜此前利用微引力透镜效应探测到的另外两颗行星一样,OGLE-2016-BLG-1195Lb也位于银盘区域。

喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)天文学家、此次研究的联合作者Geoff Bryden指出:“虽然我们在银盘位置只发现了少数的几个行星系统,不过在银核区域却一个也没发现,所以我们认为银河中央的行星分布密度要比银盘区域低的多。”

对于这项新研究,研究人员注意到了由波兰华沙大学管理的陆基光学重力透镜实验(Optical Gravitational Lensing Experiment, OGLE)中的初始微引力透镜事件。 作者使用了由韩国天文和空间科学研究所(Korea Astronomy and Space Science Institute)和斯皮策运营的韩国微引力透望远镜网络(Korea Microlensing Telescope Network, KMTNet)分别从地面和太空追踪天文事件。

KMTNet包括三个广角望远镜:分别位于智利、澳大利亚和南非。 当Spitzer团队的科学家收到OGLE通知时,他们意识到可能发现了行星。 在Spitzer本周的目标就将被确定的几小时之前,这次微引力透镜事件发生了,且成功晋级Spitzer本周目标。

有了KMTNet和Spitzer一同观察这一事件,科学家们就有两个有利的角度来研究目标天体,就像一双相隔很远的眼睛。 拥有从这两个角度出发的数据可以让他们用KMTNet探测行星,并使用Spitzer数据来计算恒星和行星的质量。

哥伦布俄亥俄州立大学天文学教授兼文章的联合作者Andrew Gould说,“我们能够了解这个星球的细节得益于KMTNet和Spitzer之间的配合。”

虽然OGLE-2016-BLG-1195Lb的质量与地球的大致相同,而且距它的主恒星距离和地日距离一样,但除此之外可能与地球并无相似之处了。

OGLE-2016-BLG-1195Lb在13,000光年之外,该行星的主恒星体积如此之小以至于科学家都没法确定它到底是不是恒星。或许它只是一颗与恒星相像的褐矮星,可核心温度不够高、无法通过核聚变产生足够的能量。这颗特别的星星只有我们太阳质量的7.8%,正好处于定义恒星的临界点上。

或者,这颗星星也可能是一颗类似TRAPPIST-1的超低温矮星。斯皮策太空望远镜和地面望远镜前不久发现TRAPPIST-1周围有七颗与地球大小相仿的行星。这七颗行星挤作一团,与TRAPPIST-1间的距离甚至比从水星到太阳还近,而且可能都存在液态水。但是OGLE-2016-BLG-1195Lb在等日地距离上绕行一颗微弱的恒星,所以可能极为寒冷,甚至比我们太阳系的冥王星还要冷,任何地表水都将冻结成冰。想要拥有液态地表水,该行星到中央恒星的距离得近很多才可行。

这颗行星是目前可用的地面望远镜利用微引力透镜效应所能找到的最小行星了。如果要在微引力透镜事件中找到更小的天体则需要高灵敏度的空间望远镜。NASA计划于2020年中期发射的广域红外线巡天望远镜(Wide Field Infrared Survey Telescope , WFIRST)将具备这一能力。

“一个关于估算这类行星数量的问题就是, 我们已经达到目前可用微引力透镜探测到的行星质量的下限,”Shvartzvald说,“而WFIRST将能改变这一困境。”

JPL管理华盛顿NASA科学任务理事会(Science Mission Directorate)的Spitzer空间望远镜任务。 科学任务在加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院斯皮策科学中心进行。 航天器的运作基地位于科罗拉多州的利特尔顿洛克希德•马丁空间系统公司。 数据归档于加州理工学院红外加工和分析中心的红外科学档案馆。关于Spitzer的更多信息请访问:http://spitzer.caltech.edu (原文编辑 Elizabeth Landau 翻译:成韵文 校核:Sherry,杨乃彰)


来源:嘉兴在线—嘉兴日报    作者:摄影 记者 冯玉坤    编辑:李源    责任编辑:胡金波
 
 
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