天文学家发现罕见的系外行星，并在探测类地天体方面取得巨大进展

降法讲顾

天文学家发现罕见的系外行星，并在探测类地天体方面取得巨大进展。学分:天文学&天体物理学(2023)。DOI:10.1051/0004-6361/202347897

（）据华威大学：天文学家罕见地发现了一颗小型寒冷的系外行星及其巨大的外层伴星——揭示了类似地球的行星的形成。

这些发现包括一颗半径和质量介于地球和海王星之间的行星，其围绕主恒星的潜在轨道为146天。该恒星系统还包含一个外部的大型伴星，质量是木星的100倍。

这是一个罕见的发现，众所周知，比海王星和天王星更小更轻的系外行星很难探测到，迄今为止只有少数被识别出来。这种罕见的系统对于更好地理解行星的形成和演化特别有趣；它们被认为是探测恒星周围类地行星的关键一步。

新的行星系统是在恒星HD88986周围发现的。这颗恒星的温度与太阳相似，但半径略大，并且足够明亮，可以被英国黑暗天空中敏锐的观察者看到，例如班瑙布赖希尼欧国家公园(Brecon Beacons)。

这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上，由Neda Heidari领导，她是巴黎天体物理研究所(IAP)的伊朗博士后研究员。在英国，华威大学的高级研究员托马斯·威尔逊(Thomas Wilson)共同领导了卫星数据的分析，包括寻找新的行星。该团队还包括来自瑞士、智利和美国等9个国家的29个其他研究所的研究人员..

一颗冰冷的类海王星系外行星

该行星系统包括一颗比海王星小的冷行星，即所谓的亚海王星，HD88986b。这颗行星在已知的比海王星或天王星小的系外行星中轨道周期最长(146天)，质量测量精确。

IAP的Neda Heidari解释说:“我们发现并测量了它们的质量和半径的大多数行星的轨道都很短，通常不到40天。为了与我们的太阳系进行比较，即使是离太阳最近的行星水星，也需要88天才能完成它的轨道。”

“对轨道较长的行星缺乏探测，这给理解行星如何在其他系统甚至我们的太阳系中形成和演化带来了挑战。HD88986b的轨道周期为146天，可能是小行星中已知轨道最长的一颗，具有精确的测量值。”

HD88986b是由法国上普罗旺斯天文台的SOPHIE一种高精度摄谱仪(一种分析系外行星光波长的机器)探测到的。SOPHIE使用“径向速度法”探测和描述系外行星，测量由绕恒星运行的行星引起的恒星微小运动变化。

这些观察揭示了这颗行星，并让研究小组估计它的质量大约是地球的17倍。

通过美国国家航空航天局的空间望远镜凌日系外行星调查卫星(TESS)和欧洲航天局(ESA)的空间望远镜特征化系外行星卫星(CHEOPS)获得的补充观测结果表明，该行星可能在其宿主恒星前面“凌日”。当它的轨道经过地球和恒星之间的视线时，就会发生这种情况，部分遮蔽恒星——导致其亮度下降，可以被观察和量化。

这两颗卫星的观测结果让研究小组直接估算出这颗行星的直径大约是地球的两倍。这项研究的发现依赖于超过25年的观察，还包括来自欧空局盖亚卫星和夏威夷凯克望远镜的数据。

此外，由于大气层温度只有190摄氏度，HD88986b为研究所谓的“冷”大气层的组成提供了一个难得的机会，因为大多数探测到的系外行星大气层都在1000摄氏度以上。

由于亚海王星HD88986b的轨道较宽(高达地日距离的60%)，HD88986b很可能与行星系统中可能存在的其他行星发生了罕见的相互作用，以及来自中央恒星强紫外线辐射的微弱质量损失。因此，它可能保留了原始的化学成分，使科学家能够探索这个行星系统形成和演化的可能场景。

华威大学物理系的托马斯·威尔逊(Thomas Wilson)说，“HD88986b本质上是一颗按比例缩小的海王星，位于水星和金星的轨道之间。它成为研究得最好的小型寒冷系外行星之一，为研究其大气铺平了道路，以了解其与我们地球的相似性。它还围绕一颗温度与太阳相似的恒星运行，这使它成为柏拉图太空望远镜发现的类地行星的先驱，沃里克在该望远镜中发挥了主导作用。

第二，外部伴侣

天文学家还发现了围绕中央恒星的第二个外层伴星。这颗系外行星质量特别大(是木星质量的100多倍)，它的轨道有几十年的周期。需要进一步的观察来理解它的性质，并更好地确定它的性质。

托马斯·威尔逊补充说:“我们从指向HD88986的望远镜中收集了超过25年的数据，这使得它成为研究时间最长的系外行星系统之一。这些丰富的数据揭示了第二颗比木星更大的外伴星，它可能对类海王星行星的形成很重要，就像我们太阳系中的木星一样。”