——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
我們孤獨(dú)嗎?這是人類思考的千古難題。1995年發(fā)現(xiàn)的圍繞類太陽恒星運(yùn)行的系外行星為解答這一難題打開了大門。系外行星研究已成為21世紀(jì)最重要的科學(xué)課題之一,對(duì)理解行星的形成與演化規(guī)律乃至認(rèn)識(shí)生命起源具有深遠(yuǎn)意義。其中,尋找系外類地生命是行星科學(xué)的終極目標(biāo),而發(fā)現(xiàn)類太陽恒星宜居帶內(nèi)的類地行星則成為關(guān)鍵一步。
目前,研究人員主要依賴凌星法與視向速度法探測(cè)類太陽恒星宜居帶的低質(zhì)量行星。然而,長(zhǎng)周期行星的視向速度曲線振幅很小,受恒星活動(dòng)等噪聲干擾顯著,再加上觀測(cè)精度的要求,視向速度法難以對(duì)低質(zhì)量的長(zhǎng)周期行星進(jìn)行有效探測(cè)。凌星法則要求長(zhǎng)周期行星軌道面與視線完全對(duì)齊,因而凌星事件發(fā)生概率極低,再加上其凌星信號(hào)微弱且持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),易被漏檢。因此,目前已知的低質(zhì)量宜居帶行星集中在宿主恒星為紅矮星的系統(tǒng)中,探測(cè)位于類太陽恒星宜居帶的第二個(gè)地球(“地球2.0”)極具挑戰(zhàn)性。
中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)、德國(guó)漢堡天文臺(tái)、西交利物浦大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所組成國(guó)際聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì),首次利用凌星中間時(shí)刻變化(TTV)技術(shù)在類太陽恒星Kepler-725的宜居帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一顆10倍地球質(zhì)量的“超級(jí)地球”Kepler-725c。
這顆新發(fā)現(xiàn)的非凌星行星圍繞一顆G9V型宿主恒星Kepler-725運(yùn)行,公轉(zhuǎn)期間在一定時(shí)間內(nèi)位于宿主恒星的宜居帶內(nèi),其軌道周期為207.5天,軌道半長(zhǎng)軸為0.674天文單位,接收的平均輻照為地球的1.4倍,符合生命存在的條件。聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)通過分析同一系統(tǒng)中周期為39.64天的類木行星Kepler-725b的TTV信號(hào),反演出這顆“隱匿行星”的軌道參數(shù)和質(zhì)量信息,印證了采用TTV技術(shù)發(fā)現(xiàn)類太陽恒星宜居帶內(nèi)低質(zhì)量行星的可行性。這種方法無需行星軌道面與視線完全對(duì)齊,也無需測(cè)量宿主恒星的視向速度曲線,特別適合探測(cè)質(zhì)量小、周期長(zhǎng)、非凌星的宜居帶行星,彌補(bǔ)了當(dāng)前凌星法和視向速度法的不足,為未來探測(cè)“地球2.0”提供了備選方案。此外,在歐洲PLATO衛(wèi)星和中國(guó)ET衛(wèi)星發(fā)射運(yùn)行后,該通道有望助力發(fā)現(xiàn)“地球2.0”。
6月3日,相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-天文學(xué)》(Nature Astronomy)上。這一成果得到多位審稿人的高度評(píng)價(jià),認(rèn)為其開辟了發(fā)現(xiàn)類太陽恒星宜居帶內(nèi)“地球2.0”的新通道。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)載人航天工程巡天空間望遠(yuǎn)鏡專項(xiàng)、中德研究促進(jìn)中心相關(guān)項(xiàng)目和云南省“興滇英才支持計(jì)劃”等的支持。
Kepler-725行星系統(tǒng),其中右下角那顆半徑較小的行星為新發(fā)現(xiàn)的處于宜居帶的“超級(jí)地球”。
凌星行星Kepler-725b的光變曲線和TTV圖樣。TTV反演結(jié)果表明,系統(tǒng)中還存在一顆“超級(jí)地球”Kepler-725c。
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