每隔15天發生一次日食!1300光年外發現圍繞兩顆恆星執行的行星!

好訊息!美國宇航局的凌日系外行星勘測衛星苔絲髮現了一顆圍繞兩顆恆星執行的行星!

我們知道,大多星系,恆星的數量遠比行星的數量要少,這似乎是宇宙的一種規律配比,一顆恆星配幾顆甚至幾十顆行星。然而研究人員利用美國宇航局的凌日系外行星勘測衛星(TESS)的資料,發現了一顆圍繞兩顆恆星執行的行星。最初,科學家認為這個星系是一對沒有行星的食雙星。但一名實習生仔細查看了這些資料後發現,這些資料被錯誤識別了。

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這名實習生名叫沃爾夫·庫基爾(Wolf Cukier),他是NASA戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的暑期實習生,該機構負責管理凌日系外行星勘測衛星——-苔絲。科學家在行星獵人苔絲專案中主要負責捕捉到苔絲資料中恆星亮度的變化,並將其上傳。而Cukier在仔細地研究這些上傳的資料時,發現了來自TOI 1338的資料,這是一個離我們1300光年的雙星系統,位於Pictor星座。也就是說,這個系統並不是食雙星系統。食雙星是一種雙星系統,兩顆恆星互相繞行的軌道幾乎在視線方向,這兩顆恆星會互動透過對方,造成雙星系統的光度發生週期性的變化。

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Cukier說:“我在研究實習生們標記為食雙星的所有資料,在這個系統中,兩顆恆星圍繞彼此旋轉,在我們的視野中,每繞一圈,就會遮住對方降低對方的亮度。在我實習的第三天,我看到了一個叫做TOI 1338的系統發出的訊號。起初我以為這是一次恆星日食,但時機不對。原來是一顆行星。”

環繞雙星的行星是圍繞兩顆恆星執行的行星,這是苔絲首次發現第一顆行星圍繞兩顆恆星旋轉。還有超過20個其他確認的外周行星和少數未確認或可疑的外周行星。這顆行星被稱為TOI 1338b,它是我們所知道的環繞雙恆星圍繞的唯一行星。它大約比地球大6。9倍,將其置於海王星和土星之間進行比較。它所環繞的其中一顆恆星的質量比我們的太陽大10%,而另一顆則更冷、更暗,只有太陽質量的三分之一。由於TOI 1338b幾乎與恆星在同一平面上,所以它每15天經歷一次日食。

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苔絲透過探測在我們和他們的恆星之間經過的行星來工作。每次發生這種情況都被稱為凌日。它的靈敏照相機可以探測到這些來自恆星亮度的微小變化。苔絲正在執行一項為期兩年的探測系外行星的任務,每次研究同一片天空27天週期。它的重點是在附近的恆星周圍發現類似地球的世界。

但是到目前為止,苔絲和其他行星獵人探測到的大多數系外行星都是圍繞一顆恆星執行的。像TOI 1338b這樣的外圍行星更難探測。星系中的兩顆恆星也都在軌道上執行,這使得解開各種各樣的凌日現象和光線下降變得很有挑戰性。在這種情況下,較小的恆星從較大的恆星前面經過,就會產生了與行星過境時類似的亮度下降。

但是TOI 1338b的凌日是不規律的,每93到95天發生一次,所以它是非週期性的。由於兩顆恆星的運動,凌日的深度和持續時間也是可變的。更困難的是,苔絲只能看到這顆行星的凌日,而不是較小的那顆。

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Cukier查看了運輸資料,起初並不確定。每一次凌日都必須單獨檢查,因為這顆行星的凌日和大恆星前面的小恆星的凌日都產生了類似的星光變化。最初看起來是較小的恆星引起了日蝕,但它的時間與日蝕不匹配。

苔絲不是第一個研究和觀測TOI 1338的人。它是在徑向速度測量中從地面上研究出來的。這些檔案資料幫助研究小組確定了TOI 1338b的軌道。根據他們的說法,這顆行星的軌道在未來1000萬年將是穩定的,儘管從我們的角度來看,它將在2023年11月停止在其恆星前凌日。然後在2031年左右,由於軌道的角度作用,我們將再次看到凌日現象。

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TOI 1338b圍繞恆星的軌道角度隨時間變化,所以在2023年之後,從我們的角度來看,將會有8年的時間間隔。這一差距使天文學家相信,還有許多其他的環繞雙星存在,但我們必須在適當的時候進行觀測才能找到它們。雖然我們只發現了幾個,但類似的的存在應該是相對常見的。它們只是很難被發現,尤其是體積較小的。與圍繞單一恆星執行的行星相比,環繞雙星的行星可能有一些奇怪的特徵。

2014年發現的一個環雙星,開普勒413-b,有一個軸向傾斜,在11年裡可以變化多達30%。它靠近宜居帶的內緣,四季變化無常。研究這顆行星的天文學家觀測到三次凌日,相隔66天。之後800天沒有凌日,之後又有5次凌日,每次間隔66天。這些凌日的差距使科學家們相信還有更多的外行星,只是我們沒有在正確的時間觀察它們的凌日。

雙星系統很常見,天文學家們希望TESS能在這兩年的任務中發現更多的雙星系統。基於此,我們探測器將會發現更多的雙星。

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