TESS又发现了八个超级地球

拓破天峙

研究中的这张图显示了宇宙海岸线如何将保留大气的系外行星与通过其恒星的XUV辐射失去大气的系外行星区分开来。这项研究中的几个行星聚集在海岸线附近，使它们成为“关键行星”和进一步研究的有趣目标。致谢:Mistry等人，2023年

（）据今日宇宙（埃文·高夫）：美国宇航局的开普勒飞船已经发现了我们所知道的大多数已确认的系外行星。但它的继任者TESS(过境系外行星调查卫星)正在迎头赶上。新的研究宣布又有八个TESS候选者被确认，它们都是超级地球。

与它的前任开普勒相比，TESS的行星搜寻任务有一个更精确的目标。TESS是专门为探测在地球附近明亮恒星前面过境的系外行星而建造的。已经发现了大约400颗已确认的系外行星，但是还有一份包含近6000颗候选行星的等待确认的系外行星名单。只有两种方法来确认所有这些等待中的系外行星:进一步的观察和统计方法。

所有这些未经确认的候选人都是数据。他们藏在苔丝的数据里，等待聪明的科学家来验证。进一步的观察有助于发现它们，但不是单独的观察。

使用统计工具验证凌日系外行星(VaTEST)项目使用统计工具和机器学习来梳理TESS的所有数据，寻找难以捉摸的系外行星。在VaTEST项目中，科学家不仅能够在解决假阳性的同时确认行星；他们还能够描述适合进一步研究的系外行星大气的特征。

一个科学家小组在题为“VaTEST III:从TESS数据中验证8个潜在的超级地球”的论文中展示了他们的结果他们的论文正在澳大利亚天文学会的出版物上接受审查，目前可以在预印本服务器arXiv上获得。主要作者是澳大利亚新南威尔士大学的博士生Priyashkumar Mistry。

假阳性是系外行星科学中一个长期存在的问题。当你想一想，很容易明白为什么。TESS正在寻找由一颗系外行星从恒星前面经过引起的遥远恒星周围星光的微小下降。一个光点是不够的；我们需要几个，而且必须有节奏。但是其他的东西会给人一个凌日行星的错误印象，例如，遮蔽双星。甚至一颗恒星的自然变化也会遮蔽信号。

所以TESS已经收集了大量的数据，这些数据必须被处理，从真实信号中挑选出假阳性，这就是VaTEST所做的。在这篇论文中，该团队已经验证了另外八个超级地球。

“我们结合使用地基望远镜数据、高分辨率成像和被称为三角龙的统计验证工具，验证了八个潜在的超级地球，”作者写道。



他们不仅发现了另外八个超级地球，还确定了其中的六个是进一步研究的绝佳候选。“在所有这些经过验证的行星中，其中六颗属于被称为‘拱心石行星’的区域，这使得它们的研究特别有趣，”他们解释道。

拱顶石星球是一个源于生物学的想法。在生物学中，关键物种是定义整个生态系统的物种。珊瑚礁中的珊瑚就是一个很好的例子。珊瑚礁是一个由珊瑚支撑的独特的生态系统。

在系外行星科学中，拱心石行星是有助于解释系外行星总体数量的行星。特别是，它有助于解释我们在系外行星种群中看到的半径差距。在1.5到2个地球半径之间的行星很少。很可能是光蒸发质量损失造成的。恒星的强大辐射，特别是X射线和紫外线辐射(XUV)，随着时间的推移，可以剥离行星的大气层，可能造成1.5至2个地球半径行星的缺乏。

“值得注意的是，在这里调查的大小范围内的行星在我们的太阳系中是不存在的，这使得他们的研究对于深入了解地球和海王星之间的进化阶段至关重要，”作者解释道。“这些梯形行星在推进我们对低质量恒星周围半径谷现象的理解方面发挥着关键作用。”

还有另一个概念与超级地球和半径间隙有关，它专注于为什么一些行星失去了大气层并落到间隙以下，而其他的为什么没有。它被称为“宇宙海岸线”，是一种将系外行星联系在一起的统计趋势。

宇宙海岸线是保留了大气的行星和由于来自恒星的XUV辐射而失去大气的行星之间的分界线。

“在这项研究中，我们使用TESS、地面凌日测光、高分辨率成像和统计验证工具验证了八颗系外行星，”作者解释道。研究人员表示，需要更精确的质量测量来更好地了解它们，对于其中的三颗行星，这些更精确的测量可能是可以实现的。

不仅这些行星中的一些在半径间隙中，而且其中的两个适合用JWST及其强大的仪器进行进一步的大气研究。“我们还发现，我们验证过的两颗行星，TOI-771b和TOI-4559b，适合使用JWST进行透射光谱分析，”作者写道。

当JWST被设计和建造时，科学家们希望它能够仔细观察超级地球的大气层。在我们的太阳系中没有这些世界，因此破译它们的大气层可以帮助我们理解超级地球在系外行星群体中的位置，它们如何演变，以及它们如何与半径差距和宇宙海岸线相关联。

该团队模拟了八个超级地球的大气层，以及JWST号在检查大气层时可能会看到的情况。结果很有趣，显示出二氧化碳、水和最有趣的甲烷的迹象。甲烷可能是一种生物信号，尽管有很多不确定性。在任何系外行星大气中找到它将有助于科学家更全面地了解它的存在，无论它是否是一个实际的生物信号。

“然而，需要使用JWST对经过验证的行星进行实际观测，以证实我们的透射光谱分析，”论文总结道。