科学家发现一颗和地球极其相似的行星,但它比火星还要冷。
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HD 137010 b想象图。这是一个在很多方面与地球相似,但极为寒冷的世界。它距离地球约146光年,比地球稍大,公转周期几乎也和地球一样。然而它位于其主星宜居带的最外缘,比火星还要冷。
NASA / JPL-Caltech / Keith Miller (Caltech / IPAC)
科学家又发现了“另一个地球”。这次是在开普勒的旧数据库里。但它位于宜居带的最外缘,比火星还要冷。
开普勒系外行星探测器早在2018年就已经结束了任务,但它采集的数据集非常庞大,至今依然在为科研作贡献。
以澳大利亚南昆士兰大学天体物理中心和德国海登堡马克斯·普朗克天文研究所Alexander Venner为首的一批天文学家,近日在《天体物理学快报》上刊文称,在距离地球大约146光年的地方,有一颗名为HD 137010 b的行星正在围绕一颗与太阳相似的恒星运行。这颗行星比地球稍大,且其公转周期与地球相近。
但HD 137010 b的主星是一颗K级矮星,比太阳既小且暗。因此尽管HD 137010 b和主星的距离比地球和太阳间的距离稍近,其从主星接收到的热量和光,仍然只及地球从太阳接收到的大约三分之一。HD 137010 b实际上位于其主星宜居带的最外缘,极为寒冷。是科学家所谓的“冷地球”。
科学家对HD 137010 b比较感兴趣的原因,并不仅仅是因为它有可能是“第二个地球”,还因为它有可能成为人类通过单次凌星观测发现的首个系外类地行星。
理论上,只要条件具备,通过单次凌星观测确实就能发现围绕类日恒星运行的系外类地行星,但此前一直没有实现过。
要通过单次凌星观测发现系外行星,观测的质量必须极高。研究人员称,此次观测展现出了极高的测光精度。
凌星发生时,行星与恒星的半径比决定了所谓的凌星深度。HD 137010 b在通过其主星前方时,遮挡了主星约0.0225%的光线。表明该信号具有很高的信噪比。
HD 137010 b从其主星那里接收到的辐射通量,比火星从太阳那里接收到的还要少。其入射辐射与出射辐射相等时的所谓平衡温度介于-68℃至-85℃之间,可能是已知围绕类日恒星运行的类地行星中最冷的。这导致人们最初对其是否位于宜居带产生了怀疑。
HD 137010 b位于宜居带的可能性介于较为保守的40%和较为乐观的51%之间。而其位于宜居带外的可能性也有50%。
根据估算的平衡温度,该行星表面不可能存在液态水。但由于不知道它是否拥有大气层,如果有也不知道其成分为何,所以人们还无法完全排除其表面存在液态水的可能。
如果HD 137010 b拥有一个富含二氧化碳的大气层,那么这些二氧化碳所能提供的温室效应,有可能会使HD 137010 b表面存在液态水。但另一种同样合理的假设是,这颗行星表面是完全冻结的,是一个“雪球行星”。
这次使用单次凌星法发现的HD 137010 b虽然信号异常强烈,却仍只是孤例。天文学家需要更多的数据,比如连续观测到两到三次凌星,才能最终确认其存在。
麻烦的是,HD 137010 b的公转周期和地球差不多,大约也是一个地球年,这意味着人们得等上一整年才能再次观测到HD 137010 b凌星。而开普勒探测器也已经退役,所以这一任务只能交给其他探测器来完成了。
参考
Finding A Frozen Earth In Old Data
https://www.universetoday.com/articles/finding-a-frozen-earth-in-old-data
A Cool Earth-sized Planet Candidate Transiting a Tenth Magnitude K-dwarf From K2
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adf06f
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