在美國宇航局開普勒早期數據中發現隱藏有地球大小的宜居帶行星

科學家在查看開普勒的舊觀測結果時發現了這個名為Kepler-1649c的行星,該機構於2018年退役。雖然先前使用計算機算法進行的搜索誤認了該行星,但研究開普勒數據的研究人員再次查看了簽名並確認為一個星球。在開普勒發現的所有系外行星中,這個距地球300光年的遙遠世界與地球的大小和估計溫度最相似。

這個新發現的世界僅比我們自己的星球大1.06倍。而且,它從其宿主恆星接收到的星光量是地球從我們的太陽接收到的光量的75%-這意味著系外行星的溫度也可能與我們的行星相似。但是與地球不同,它繞著一個紅色矮星運行。儘管在該系統中沒有觀測到這種恆星,但這類恆星以恆星爆發而聞名,這可能使行星的環境對任何潛在生命都充滿挑戰。

美國宇航局華盛頓科學任務局副局長托馬斯·祖布琛說:“這個迷人而遙遠的世界給我們更大的希望,那就是第二個地球位於恆星之間,等待被發現。” “隨著開普勒和我們的過動系外行星調查衛星[TESS]等任務收集的數據將繼續產生驚人的發現,因為科學界不斷提高其尋找年年有希望的行星的能力。”

開普勒1649c仍然有很多未知的事物,包括其大氣可能影響行星的溫度。當前對行星大小的計算有很大的誤差範圍,研究遙遠物體的天文學中的所有值也是如此。但是根據已知的情況,開普勒1649c尤其吸引那些尋找可能具有適宜居住條件的世界的科學家。

據估計,還有其他系外行星在大小上更接近地球,例如TRAPPIST-1f和Teegarden c。其他一些溫度可能更接近地球的溫度,例如TRAPPIST-1d和TOI 700d。但是,在這兩個值中,也沒有其他系外行星被認為更接近地球,這也位於其系統的可居住區域。

研究員安德魯·範德堡(Andrew Vanderburg)表示:“在我們發現的所有錯誤貼標的行星中,這特別令人興奮-不僅因為它處於宜居區域和地球大小,還因為它可能與鄰近的行星相互作用。”他是德克薩斯大學奧斯汀分校的博士,今天發表在“天體物理學快報”上的論文的第一作者。“如果我們不親自研究算法的工作,我們將錯過它。”

開普勒1649c繞著它的小矮紅星運行的如此緊密,以致開普勒1649c上的一年僅相當於19.5地球日。該系統還有另一顆大小相同的岩石行星,但它繞開普勒1649c的距離繞恆星旋轉,這類似於金星繞太陽繞地球的距離繞軌道的一半。紅矮星是銀河系中最常見的恆星,這意味著像這樣的行星可能比我們以前認為的更普遍。

尋找誤報

此前,開普勒任務的科學家開發了一種名為Robovetter的算法,以幫助對由開普勒飛船產生的大量數據進行分類,開普勒飛船由美國加利福尼亞州硅谷的NASA艾姆斯研究中心管理。開普勒使用過渡方法搜索行星,盯著恆星,尋找當行星經過其宿主恆星前方時亮度的下降。

在大多數情況下,這些傾角來自行星以外的現象-從恆星亮度的自然變化到經過的其他宇宙物體-使它看起來好像行星不在時一樣。Robovetter的工作是將真實行星的12%傾角與其餘部分區分開。Robovetter確定來自其他來源的那些簽名被標記為“假陽性”,這是將測試結果錯誤分類為陽性的術語。

天文學家知道,由於收到大量棘手的信號,該算法會出錯,需要仔細檢查,這對於開普勒假陽性工作組來說是一項完美的工作。該團隊對Robovetter的工作進行了審查,對每個假陽性都進行了檢查,以確保它們是真正的錯誤而不是系外行星,從而確保了可以忽略的潛在發現更少。事實證明,Robovetter貼錯了Kepler-1649c的標籤。

即使科學家致力於進一步自動化分析過程,以從任何給定的數據集中獲取儘可能多的科學知識,這一發現仍顯示出對自動化工作進行雙重檢查的價值。開普勒停止從原始開普勒場收集數據後的第六年-從2009年到2013年它一直盯著天空,然後繼續研究更多地區-這項嚴格的分析發現了迄今發現的最獨特的地球類似物之一。

可能的第三行星

開普勒1649c不僅是從恆星接收的大小和能量方面與地球最匹配的衛星之一,而且它為它的本國系統提供了全新的外觀。系統中的外行星每旋轉九次,便會繞行主恆星,而內行星的旋轉則幾乎正好四次。它們的軌道以這樣穩定的比率匹配的事實表明系統本身是非常穩定的,並且可能生存很長時間。

接近完美的週期比通常是由一種稱為“軌道共振”的現象引起的,但是在行星系統中,九比四的比率是相對獨特的。通常,共振採取諸如二比一或三比二之類的比率的形式。儘管沒有得到證實,但這種比率的稀有性可能暗示存在一箇中行星,內行星和外行星都與之同步旋轉,從而形成一對三對二的共振。

研究小組尋找了如此神秘的第三顆行星的證據,但沒有結果。但是,這可能是因為行星太小而看不見或處於軌道傾斜狀態,因此無法使用開普勒的過境方法找到。

無論哪種方式,該系統都提供了另​​一個在紅矮星恆星宜居帶中的地球大小行星的示例。這些小而昏暗的恆星要求行星運轉得非常接近以使其處於該區域內-不太熱也不太冷-為了我們知道它可能存在的生命。儘管這個例子只是眾多例子中的一個,但越來越多的證據表明,這種行星在紅矮星周圍很常見。

範德堡說:“獲得的數據越多,我們看到的跡象越多,表明這種恆星周圍普遍存在潛在可居住和系地球大小的系外行星。” “在我們星系周圍到處都有紅矮星,周圍有這些小的,可能居住的岩石行星,它們中的一個與我們的地球相差無幾,看起來更明亮了。”


在美國宇航局開普勒早期數據中發現隱藏有地球大小的宜居帶行星

系外行星插圖


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