NASA揭开系外行星神秘变小之谜

NASA揭开系外行星神秘变小之谜一项新的研究可以解释介于超级地球和亚海王星之间的"失踪"系外行星。一些系外行星似乎正在失去它们的大气层并逐渐缩小。在一项利用美国宇航局退役的开普勒太空望远镜进行的新研究中，天文学家发现了可能原因的证据：这些行星的核心正在由内而外地挤走它们的大气层。系外行星的大小差距系外行星（太阳系外的行星）有各种各样的大小，从小型岩石行星到巨大的气态巨行星。介于两者之间的是岩石质地的超级地球和具有浮肿大气层的较大的亚海王星。但是，科学家们一直在努力更好地了解那些大小介于地球1.5倍到2倍之间（或者介于超级地球和亚海王星之间）的行星，但其中有一个明显的缺失--"大小差距"。Caltech/IPAC研究科学家杰西-克里斯蒂安森（JessieChristiansen）说："科学家们现在已经确认探测到了5000多颗系外行星，但是直径在地球1.5倍到2倍之间的行星比预期的要少。系外行星科学家现在有足够的数据来说明这种差距并非侥幸。有什么东西在阻碍行星达到和/或保持这种大小"。这幅艺术家的概念图展示了亚海王星系外行星TOI-421b可能的样子。在一项新的研究中，科学家们发现了新的证据，表明这类行星是如何失去大气层的。图片来源：NASA、ESA、CSA和D.Player(STScI)研究人员认为，这种差距可以用某些亚海王星随着时间的推移而失去大气层来解释。如果行星没有足够的质量，也就是没有足够的引力来维持其大气层，就会出现这种损失。因此，质量不够大的亚海王星会缩小到与超级地球差不多大小，从而在两种大小的行星之间留下了差距。但这些行星究竟是如何失去大气层的，一直是个谜。科学家们已经确定了两种可能的机制：一种叫做核心动力质量损失；另一种叫做光蒸发。这项研究发现了支持第一种机制的新证据。这段视频解释了系外行星或太阳系外行星主要类型之间的区别。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院解开谜团克里斯蒂安森说："当行星炙热内核发出的辐射随着时间推移将大气层推离行星时，就会发生由内核驱动的质量损失。行星间隙的另一个主要解释是光蒸发，即行星的大气层基本上被其主恒星的热辐射吹散。在这种情况下，来自恒星的高能辐射就像吹风机吹在冰块上一样。""光蒸发被认为发生在行星最初的一亿年里，而由核心驱动的质量损失被认为发生得更晚--接近行星生命的10亿年。但无论是哪种机制，如果没有足够的质量，你就无法坚持下去，你就会失去大气层并缩小，"克里斯蒂安森补充道。这张信息图详细介绍了系外行星的主要类型。科学家们一直致力于更好地理解介于超级地球和次海王星之间的行星的"大小差距"或明显缺失。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院通过观测发现证据在这项研究中，奇斯蒂安森和她的合著者使用了美国宇航局开普勒太空望远镜扩展任务K2的数据，观察了年龄在6亿到8亿年之间的Praesepe星团和Hyades星团。由于一般认为行星的年龄与其宿主恒星的年龄相同，因此该星系中的亚海王星已经过了可能发生光气蒸发的年龄，但还没有老到经历核心动力质量损失的程度。因此，如果研究小组发现普雷塞佩和哈迪斯（Hyades）中有大量的亚海王星（与其他星团中的老恒星相比），他们就可以得出结论：光汽化并没有发生。在这种情况下，最有可能解释质量较小的亚海王星随着时间的推移会发生什么的是核心动力质量损失。在观测Praesepe星团和Hyades星团时，研究人员发现这些星团中几乎100%的恒星轨道上仍有一颗亚海王星或候选行星。从这些行星的大小来看，研究人员认为它们还保留着大气层。这幅插图描绘的是美国宇航局的系外行星猎手--开普勒太空望远镜。该机构于2018年10月30日宣布，开普勒的燃料耗尽，将在远离地球的当前安全轨道上退役。开普勒留下了2600多个系外行星发现。资料来源：美国国家航空航天局/温迪-斯坦泽尔/丹尼尔-拉特这与K2观测到的其他更古老的恒星（年龄超过8亿岁的恒星）不同，其中只有25%的恒星拥有亚海王星轨道。这些恒星更老的年龄更接近核心动力质量损失被认为发生的时间范围。根据这些观测结果，研究小组得出结论，Praesepe和Hyades不可能发生光蒸发。如果发生了，那也应该是在几亿年前，这些行星的大气层即使有也所剩无几了。这就使得核心动力质量损失成为这些行星大气层可能发生的主要解释。正在进行的研究和开普勒的遗产克里斯蒂安森的团队花了五年多的时间建立了这项研究所需的候选行星目录。但她说，这项研究远未完成，目前对光蒸发和/或核心动力质量损失的理解有可能发生变化。在有人宣布这个行星间隙之谜被彻底揭开之前，这些发现很可能还要经过未来研究的检验。这项研究是利用美国宇航局系外行星档案馆进行的，该档案馆由位于帕萨迪纳的加州理工学院根据与美国宇航局签订的合同运营，是系外行星探索计划的一部分，位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室。喷气推进实验室是加州理工学院的一个分部。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397987.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397987.htm

NASA开普勒行星猎手的最后行动：接连发现三个系外行星

NASA开普勒行星猎手的最后行动：接连发现三个系外行星一个天体物理学家和公民科学家团队已经确定了可能是美国宇航局退役的开普勒太空望远镜在其近十年的任务中观察到的最后一些行星。这三颗系外行星的大小都在地球和海王星之间，并紧密围绕着它们的恒星运行。威斯康星大学麦迪逊分校的高年级学生ElyseIncha说："在开普勒观测的大计划中，这些是相当普通的行星。但它们令人激动，因为开普勒在其最后几天的运作中观察到了它们。它展示了开普勒在猎取行星方面有多么出色，即使是在其生命的最后阶段。"由Incha领导的关于最后发现的三颗系外行星的论文发表在2023年5月30日的《皇家天文学会月刊》上。这幅插图描绘了美国宇航局的系外行星猎手，开普勒太空望远镜。该机构于2018年10月30日宣布，开普勒已经耗尽了燃料，正在远离地球的现有安全轨道内退役。开普勒留下了超过2600颗系外行星的发现的遗产。开普勒于2009年3月发射。这项任务的最初目标是持续监测天鹅座和天琴座北部的一片天空。这种长时间的观测使卫星能够跟踪行星在其恒星前交叉所引起的恒星亮度的变化，这种事件被称为凌日。四年后，该望远镜已经观测了超过15万颗恒星，并确定了数以千计的潜在系外行星。这是美国宇航局第一次发现一个地球大小的世界在其恒星的宜居带内运行的任务，宜居带是一个行星表面可能存在液态水的距离范围。2014年，该航天器遇到了机械问题，暂时停止了观测。开普勒团队设计了一个修复方案，使其能够恢复运行，大约每三个月切换一次视场，这个时期称为活动。这一更新的任务被称为K2，又持续了四年，调查了超过50万颗恒星。当开普勒在2018年10月退役时，它已经帮助发现了2600多颗确认的系外行星和更多的候选行星。2018年9月25日拍摄的"最后一束光"图像，代表了开普勒卓越的数据收集之旅的最后一页。图像中央和顶部的发黑缝隙是早期相机随机部件故障的结果。由于采用了模块化设计，这些损失并没有影响到仪器的其他部分。资料来源：NASA/Ames研究中心K2的最后一次第19号活动只持续了一个月。由于航天器的姿态控制燃料开始耗尽，它无法长时间保持其位置以收集有用的观测数据。最后，天文学家从第19次活动中只获得了大约7天的高质量数据。Incha和她的团队与视觉测量小组合作，这是一个由公民科学家和专业天文学家组成的合作组织，扫描这个数据集以寻找系外行星。公民科学家们在第19次运动的所有光曲线上寻找凌日世界的信号，这些光曲线记录了被监测的恒星如何变亮或变暗。"做视觉调查的人--用眼睛观察数据--可以在光曲线中发现新的模式，并找到自动搜索难以发现的单个物体。"前美国海军军官、视觉测量小组成员汤姆-雅各布斯说："即使是我们也不可能把它们全部抓住。我已经对完整的K2观测数据进行了三次目测，仍有一些发现等待我们去发现。"雅各布斯和其他人在高质量的数据集中为三颗候选行星各发现了一次过境，每颗行星都围绕着一颗不同的恒星运行。在他们最初的发现之后，Incha和她的团队还回去看了19号运动其余部分的低质量数据，从视觉搜索中标记的三颗恒星中的两颗发现了额外的过境记录。位于剑桥的麻省理工学院（MIT）卡夫里天体物理学和空间研究所的物理学助理教授安德鲁-范德堡说："这两颗候选行星的第二次凌日帮助我们确认了它们的发现，以前没有人在这个数据集中发现过行星，但是我们的合作能够找到三个。而且我们真的是在对开普勒收集的最后几天、最后几分钟的观测数据进行推敲。"美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）工作时的插图。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心利用过境信息，Incha和她的团队计算了这些世界的潜在大小和轨道周期。最小的行星，K2-416b，大约是地球大小的2.6倍，大约每13天绕其红矮星运行一次。K2-417b的体积刚刚超过地球的三倍，也围绕着一颗红矮星运行，但每6.5天完成一次轨道。最后一颗未经证实的行星，EPIC246251988b几乎是地球大小的四倍，以大约10天的时间绕其类太阳恒星运行。(前两颗行星的名字来自任务的K2时代，最后一颗来自K2领域的恒星的黄道平面输入目录（EPIC））。美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星（TESS）于2018年4月发射，也使用了凌日法，一次勘测大面积的天空。2021年8月和9月期间，TESS观测了包含三颗新开普勒行星的那片空间。天文学家能够探测到K2-417b的另外两个潜在过境点。2018年10月，在太空中呆了9年之后，美国宇航局的开普勒太空望远镜达到了其任务的终点。那年早些时候（2018年4月），NASA的凌日系外行星调查卫星发射，接过了猎取行星的火炬。"在许多方面，开普勒把猎取行星的火炬传给了TESS，"位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的TESS项目科学家KnicoleColón说，他在开普勒任务中工作了数年。"开普勒的数据集仍然是天文学家的宝库，TESS帮助我们对它的发现有了新的认识。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362747.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362747.htm

NASA新一代系外行星成像技术推进了地外生命的搜寻工作

NASA新一代系外行星成像技术推进了地外生命的搜寻工作该仪器由位于南加州的喷气推进实验室设计和制造，最近通过了发射前的一系列关键测试。其中包括确保仪器的电子元件不会干扰天文台其他部分的电子元件，反之亦然。JPL罗曼摄谱仪项目副经理赵峰说："这是建造航天器仪器的一个重要阶段，也是一个令人紧张的阶段，要测试一切是否都能按预期运行。但我们有一个了不起的团队，他们建造了这个东西，它以优异的成绩通过了电气元件测试。"日冕仪可以阻挡来自恒星等明亮宇宙天体的光线，这样科学家就可以观测到被强光遮挡的附近天体（类似于汽车遮阳板带来的效果）。行星反射或发射的光线携带着有关行星大气中化学物质的信息以及其他潜在的宜居迹象，因此日冕仪很可能成为寻找太阳系外生命的重要工具。JPL科学家凡妮莎-贝利（VanessaBailey）站在南希-格蕾丝-罗曼日冕仪（NancyGraceRomanCoronagraph）后面，该日冕仪正在JPL进行测试。冕仪的大小与一架婴儿三角钢琴差不多，其设计目的是阻挡星光，让科学家能够看到太阳系外行星发出的微弱光线。图片来源：NASA/JPL-Caltech但是，如果科学家们试图获取另一个太阳系（大小相同，距离与太阳类似的恒星的距离相同）中一颗类地行星的图像，即使使用当今最好的日冕仪和最强大的望远镜，他们也无法在恒星的强光下看到这颗行星。罗曼日冕仪旨在改变这种模式。该仪器的创新之处在于可以观测到在大小和与恒星的距离上与木星相似的行星。罗曼日冕仪团队预计，这些进步将有助于在未来的天文台上观测到更多的类地行星。作为一项技术演示，罗曼日冕仪的主要目标是测试以前从未在太空中飞行过的技术。具体来说，它将测试比现有技术至少好10倍的复杂光阻断能力。科学家们希望能进一步提高它的性能，以观测可能产生新科学发现的挑战性目标。对RomanCoronagraph进行无线电波攻击测试以测试其对杂散电信号的反应。测试是在一个内衬有泡沫衬垫的室内进行的，泡沫衬垫可以吸收电波，防止电波从墙壁上反弹。资料来源：NASA/JPL-Caltech即使在日冕仪阻挡恒星光线的情况下，行星仍然会非常暗淡，可能需要整整一个月的观测才能获得遥远世界的清晰图像。为了进行这些观测，该仪器的照相机检测单个光子或单个光粒子，这使得它比以前的日冕仪灵敏得多。这就是最近的测试至关重要的原因之一：向航天器部件供电的电流会产生微弱的电信号，模仿日冕仪敏感相机中的光线--这种效应被称为电磁干扰。与此同时，来自日冕仪的信号同样会干扰罗曼号的其他仪器。任务需要确保望远镜在距离地球100万英里（约150万公里）的隔离、电磁安静的环境中运行时，这两种情况都不会发生。因此，一组工程师将完全组装好的仪器放入JPL的一个特殊隔离电磁静音室中，并将其开足马力。他们测量了仪器的电磁输出，以确保其低于在罗曼号上运行所需的水平。研究小组使用注入钳、变压器和天线来产生电干扰和无线电波，这些干扰和无线电波与望远镜其他部分产生的干扰和无线电波类似。然后，他们测量了仪器的性能，寻找相机图像中是否存在过大的噪音，以及光学装置是否有其他不必要的反应。"我们用天线产生的电场强度与电脑屏幕产生的电场强度差不多，"JPL的罗曼-日冕仪电气系统工程师克莱门特-盖顿（ClementGaidon）说。JPL的罗曼-日冕仪电气系统工程师克莱门特-盖顿（ClementGaidon）说："从各方面考虑，这都是一个很好的水平，但我们机载的硬件非常敏感。总的来说，仪器在电磁波中的导航工作非常出色。感谢团队在创纪录的时间内完成了这次测试活动！"从日冕仪技术演示中学到的经验将与罗曼太空望远镜的主要任务分开，后者包括多个科学目标。这项任务的主要工具是宽视场仪器，其目的是生成一些有史以来从太空拍摄的最大的宇宙图像。这些图像将使罗曼望远镜能够对恒星、行星和星系等宇宙天体进行开创性的观测，并研究宇宙中物质的大尺度分布。例如，通过反复拍摄银河系中心的图像--就像拍摄一部历时多年的延时电影--宽视场仪器将发现数以万计的新系外行星。(这种行星调查将与日冕仪的观测分开）。罗曼还将绘制宇宙三维地图，探索星系是如何形成的，以及宇宙膨胀加速的原因，测量天文学家所说的"暗物质"和"暗能量"的影响。凭借这些广泛的能力，罗曼将帮助回答有关我们宇宙大小特征的问题。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419481.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419481.htm

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象NASA的科学家宣布，在数十光年之外的一颗巨大的系外行星上可能存在稀有的水海洋，并且还存在潜在生命迹象的化学迹象。这一发现是由詹姆斯·韦伯望远镜在距离地球120光年的狮子座进行的，以韦伯的前身哈勃和开普勒对该地区的早期研究为基础。研究人员将这颗系外行星命名为K2-18b，NASA表示，它的质量几乎是地球的九倍：“一颗海西亚系外行星，有可能拥有富含氢的大气层和被水海洋覆盖的表面”。来源：投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

NASA的詹姆斯·韦伯望远镜团队确认首次发现近距离系外行星

NASA的詹姆斯·韦伯望远镜团队确认首次发现近距离系外行星在美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）的数据暗示可能有一颗行星围绕着这个小太阳之后，该团队利用韦伯观察了红矮星LHS475周围的系统。"毫无疑问，这颗行星就在那里。韦伯的原始数据验证了这一点，"来自约翰霍普金斯大学应用物理实验室的JacobLustig-Yaeger在一份声明中说，他帮助领导这项研究。"有了这个望远镜，岩质系外行星的研究很快会成为新的前沿。"天文学家们对韦伯的潜力感到非常兴奋，因为它可以更仔细地观察系外行星，分析其大气层的组成，这可能暗示着可居住性甚至生命迹象的潜力。然而，在LHS475b的情况下，科学家们说他们需要更多的数据才能在这方面得出任何结论。Lustig-Yaeger解释说："可以排除它拥有陆地型大气层，也不可能有厚厚的以甲烷为主的大气层，类似于土卫六的那种。"然而，尚未被排除的情况包括一个没有大气层的世界，或者一个100%是二氧化碳的世界--而这两个选项中的任何一个显然都不利于我们所知的生命的前景。虽然LHS475b的恒星没有我们的太阳那么热，但是这颗行星的轨道非常接近，它在短短两天内就完成了一个轨道周期，因此其温度可能比地球还要热几百度。尽管如此，据研究小组的共同负责人凯文-史蒂文森称，这一发现代表了韦伯的一个重要里程碑。"这只是它将做出的许多发现中的第一个。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338775.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338775.htm

超越热木星 TESS发现迄今轨道最长的系外行星

超越热木星TESS发现迄今轨道最长的系外行星艺术家描绘的TOI-4600系统中的两颗行星和恒星。资料来源：TediVick天文学家开始大致了解这些行星的形成、演变和组成。但对于轨道周期较长的行星来说，情况就模糊得多了。轨道长达数月至数年的遥远世界更难被探测到，因此它们的特性也更难辨别。现在，长周期行星的名单上又增加了两颗。麻省理工学院、新墨西哥大学和其他机构的天文学家发现了一个罕见的系统，该系统包含两颗长周期行星，围绕着距离地球815光年的附近恒星TOI-4600运行。研究小组发现，这颗恒星上有一颗内行星，其轨道周期为82天，与水星的轨道周期相似，而第二颗外行星每482天绕行一圈，介于地球和火星的轨道之间。图示：NASA的凌日系外行星巡天卫星（TESS）正在工作。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心解读TESS的数据这项宝贵的发现是利用美国国家航空航天局（NASA）的凌日系外巡天卫星（TESS）的数据得出的，TESS是麻省理工学院领导的一项任务，负责监测最近的恒星，寻找系外行星的迹象。这颗新的、距离更远的行星是TESS迄今探测到的周期最长的行星。它也是最冷的行星之一，温度约为华氏零下117度，而内部行星的温度则为华氏170度。这两颗行星都可能是气态巨行星，类似于木星和土星，不过内行星的成分可能更多的是气体和冰的混合。这两颗行星弥补了"热木星"与我们太阳系中更冷、周期更长的气态巨行星之间的差距。"热木星"是一种舒适的短轨道行星，占系外行星发现的大多数。团队成员、麻省理工学院卡弗里天体物理学和空间研究所技术人员凯瑟琳-赫塞（KatharineHesse）说："这些周期较长的系统是一个相对未被探索的范围。我们正试图找出我们的太阳系与我们发现的其他太阳系的比较，我们确实需要这些更边缘的例子来更好地理解这种比较。因为我们发现的很多系统看起来都不像我们的太阳系。"赫塞和她的同事们，包括第一作者、新墨西哥大学（UNM）研究生伊斯梅尔-米列斯（IsmaelMireles），于8月30日在《天体物理学期刊通讯》（AstrophysicalJournalLetters）上发表了他们的研究成果。TESS如何运行TESS监测最近的恒星，寻找系外行星的迹象，方法是对准一片天空，连续30天测量该区域恒星的亮度，然后再转向下一片天空。科学家们使用"管道"或算法搜索，对测量结果进行梳理，寻找可能由行星从恒星前方经过造成的亮度下降。2020年，一条管道发现了一颗恒星可能从北部天空的天龙座附近经过。这颗恒星被归类为TOI-4600（TESS感兴趣的天体）。TESS单次凌日行星候选者工作组对最初的凌日进行了详细研究，该工作组由麻省理工学院、UNM大学和其他地方的科学家组成，他们在单次凌日事件中寻找长周期行星的迹象。赫塞指出："对于像TESS这样的任务来说，它只能对天空中的每个区域进行30天的观测，你确实需要增加观测次数，才能获得足够的数据来发现轨道长于一个月的行星。"研究小组在TESS数据的其他区域寻找这颗恒星，最终又发现了三次与第一次类似的凌日。从这四次凌日中，科学家们可以确定，凌日源是一颗行星--TOI-4600b，其轨道相对较长，为82天。研究小组还发现了第五次凌日，但与其他信号不同步。他们想知道这次凌日会不会是另一颗恒星暂时遮挡了第一颗恒星？或者是第二颗绕行行星？发现巨行星2021年，当米雷莱斯加入研究小组后，他接手了研究小组的工作，从TESS上寻找更多的观测数据，以解释最后一次令人费解的凌日现象。米雷莱斯回忆说："每下来一个数据扇区，我都会看看是否有第二次凌日，前五个扇区都没有。然后，在去年7月，我们看到了一些东西。"实际上，他们看到了两件事情：一次凌日出现在同一个82天的周期内，这进一步证实了一颗长期运行的行星的存在；第二次凌日是在前一次不同步的凌日964天后被探测到的。后两次凌日的深度或变暗的光量相似，这表明这两次凌日都是由一个天体产生的，该天体每964天或每482天绕恒星运行一次。研究小组推断，毕竟TESS根本就没有朝恒星的方向观测，因此无法捕捉到行星在482天时穿越恒星。研究小组使用一个模型模拟了行星在两种轨道周期下的情况，得出的结论是482天的轨道更有可能。为了进一步确认他们已经发现了两颗长周期行星，研究人员使用多台地面望远镜对这颗恒星进行了重点观测。这些观测结果帮助研究小组排除了假阳性的情况，比如第二颗恒星使主星黯然失色。最后，他们得出结论，这颗恒星确实拥有两颗长周期行星：TOI-4600b是一颗温暖的、类似木星的巨行星；TOI-4600c是一颗结霜的、更冰冷的巨行星，也是迄今为止TESS探测到的周期最长的行星。"我们在一个系统中看到两颗巨行星是比较罕见的。我们习惯于看到靠近恒星的热木星，通常不会发现它们的伴星，更不用说巨型伴星了。这个系统的构造比较独特。"两颗行星之间的距离与水星和火星之间的距离差不多，这意味着该系统中可能还有其他行星。"我们想看看是否有更多行星的证据，"Mireles说。我们想看看是否有证据表明存在更多的行星，"Mireles说，"潜在的行星肯定有很大的空间，要么在更近的地方，要么在更远的地方。我们的研究表明，TESS既能发现暖木星，也能发现冷木星。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381069.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381069.htm