美国国家航空航天局TESS发现介乎地球和金星之间的有趣行星Gliese 12b

黄俊琼

Gliese 12b围绕着一颗距离我们仅40光年的冷红矮星运行，它有望告诉天文学家更多关于靠近恒星的行星如何保留或失去大气层的信息。在这个艺术家的概念中，Gliese 12b保持了稀薄的气氛。图像：NASA/JPL加州理工学院/R.赫特（加州理工IPAC）

据美国宇航局（弗朗西斯·雷迪）：利用美国国家航空航天局的TESS（凌日外行星探测卫星）和许多其他设施的观测，两个国际天文学家团队发现了一颗只有40光年远的地球和金星大小的行星。多种因素使其成为非常适合使用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行进一步研究的候选者。

TESS一次凝视大片天空约一个月，以20秒到30分钟的间隔跟踪数万颗恒星的亮度变化。捕捉凌日是该任务的主要目标之一，凌日是由轨道世界的经过引起的短暂、有规律的恒星暗淡。

东京天体生物学中心的项目助理教授Masayuki Kuzuhara说：“我们发现了迄今为止距离最近的、凌日的、温带的、地球大小的世界。“虽然我们还不知道它是否有大气层，但我们一直认为它是外金星，其大小和能量与我们在太阳系中的行星邻居相似。”

主星格利泽12是一颗冷红矮星，位于距离我们近40光年的双鱼座。这颗恒星的大小只有太阳的27%，表面温度大约是太阳的60%。这个新发现的世界名为Gliese 12b，每12.8天绕地球一周，其大小或略小，与金星相当。假设它没有大气层，这颗行星的表面温度估计约为107华氏度（42摄氏度）。

天文学家表示，红矮星的体积和质量都很小，是寻找地球大小行星的理想选择。较小的恒星意味着每次凌日都会变暗，较低的质量意味着轨道行星会产生更大的摆动，即恒星的“反射运动”。这些效应使较小的行星更容易被探测到。



Gliese 12b的估计大小可能与地球一样大，也可能略小——与太阳系中的金星相当。这位艺术家的概念将地球与不同可能的Gliese 12b解释进行了比较，从一个没有大气层的地球到一个像金星一样厚的地球。美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的后续观测可能有助于确定这颗行星保留了多少大气层及其成分。图像：NASA/JPL加州理工学院/R.赫特（加州理工IPAC）

红矮星较低的光度也意味着它们的宜居带——行星表面可能存在液态水的轨道距离范围——离它们更近。这使得在红矮星周围宜居带内探测凌日行星比在恒星周围探测发射更多能量的凌日行星更容易。

格利泽12和这颗新行星之间的距离仅为地球和太阳之间距离的7%。这颗行星从其恒星获得的能量是地球从太阳获得的能量的1.6倍，约为金星能量的85%。

澳大利亚南昆士兰大学天体物理中心的博士生Shishir Dholakia说：“Gliese 12b是研究围绕冷恒星运行的地球大小行星是否能够保留大气层的最佳目标之一，这是推进我们对银河系行星宜居性理解的关键一步。”。他与爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生拉里萨·帕勒索普共同领导了一个不同的研究团队。

两个团队都认为，研究格利泽12b可能有助于揭示我们太阳系进化的某些方面。

Palethorpe解释道：“人们认为，地球和金星的第一个大气层被剥离，然后通过火山放气和太阳系残余物质的轰击得到补充。”。“地球是宜居的，但金星并不是因为它完全失去了水。因为Gliese 12b的温度介于地球和金星之间，它的大气层可以教会我们很多关于行星在发展过程中的宜居途径。”

保持大气层的一个重要因素是其恒星的风暴性。红矮星往往是磁性活跃的，导致频繁、强大的X射线耀斑。然而，两个团队的分析得出结论，Gliese 12没有表现出极端行为的迹象。

Kuzuhara和Fukui领导的一篇论文于5月23日发表在《天体物理杂志快报》上。同一天，Dholakia和Palethorpe的发现发表在《皇家天文学会月报》上。

在凌日过程中，主星的光穿过任何大气层。不同的气体分子吸收不同的颜色，因此凌日提供了一组化学指纹，可以被韦布等望远镜探测到。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的天体物理学家Michael McElwain是Kuzuhara和Fukui论文的合著者。“为了更好地了解这些行星的大气层多样性和进化结果，我们需要更多像格利泽12b这样的例子。”

TESS是美国国家航空航天局天体物理探索者任务，由美国国家航空和宇宙航行局戈达德管理，麻省理工学院在马萨诸塞州剑桥市运营。其他合作伙伴包括总部位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普·格鲁曼公司；美国国家航空航天局位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心；位于马萨诸塞州剑桥的哈佛和史密森天体物理中心；麻省理工学院林肯实验室；以及巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全世界有十几所大学、研究所和天文台参与了此次任务。