在天文学和数学的奇妙结合中,麻省理工学院和其他地方的科学家们发现了一颗“圆周率地球”——一颗地球大小的行星,每3.14天绕它的恒星旋转一圈,其运行轨道让人想起宇宙数学常数。
研究人员在2017年NASA开普勒太空望远镜K2任务采集的数据中发现了火星的信号。今年早些时候,通过使用地面望远镜网络SPECULOOS对准该系统,该团队确认了信号是一颗围绕其恒星运行的行星。事实上,这颗行星今天似乎仍在绕着它的恒星转,周期类似pi,每3.14天。
说:“地球移动像发条Prajwal Niraula,麻省理工学院的研究生部地球大气和行星科学(eap)的主要作者是谁今天在天文杂志发表的一篇论文,题为:“地球π:3.14天的类似地球的行星从SPECULOOS K2的厨房温暖的团队。”
“如今,每个人都需要一点乐趣,”合著者朱利安·德维特(Julien de Wit)在谈到论文标题和发现圆周派行星本身时表示。
地球上提取
这颗新行星的名字是K2-315b;这是在K2数据范围内发现的第315个行星系统——离在这个名单上一个更意外的位置只差一个系统。
研究人员估计,K2-315b的半径是地球的0.95,这使得它和地球差不多大。它围绕着一颗体积约为太阳五分之一的低质量冷恒星运行。这颗行星每3.14天绕它的恒星公转一圈,速度高达每秒81公里,约合每小时18.1万英里。
虽然K2-315b的质量还没有确定,但科学家们怀疑它是像地球一样的地球。但是圆周率行星很可能并不适合居住,因为它的轨道非常接近它的恒星,可以将它的表面加热到450开尔文(约合350华氏度)——事实证明,这对于烘焙真正的馅饼来说是完美的。
“这将是太热可居住共同理解的短语,“Niraula说,他补充道,这个特殊的行星周围的兴奋,除了对数学常数π,它可能是一个有前途的候选人为研究大气的特点。
“我们现在知道,我们可以挖掘和提取行星从档案数据,希望不会有行星落在后面,特别是这些真正重要的,有一个高的影响,”de智慧,说谁是助理教授在电活性聚合物,麻省理工学院的一员Kavli天体物理学和空间研究所。
Niraula和de Wit在麻省理工学院的合著者包括Benjamin Rackham和Artem Burdanov,以及一个国际合作团队。
数据下降
这些研究人员是SPECULOOS的成员,杏耀登陆SPECULOOS是“寻找覆盖超冷恒星的宜居行星”的首字母缩写,得名于位于智利阿塔卡马沙漠的4个1米望远镜组成的网络,它们扫描南半球的天空。最近,该网络增加了第五个望远镜,这是首个位于北半球的望远镜,名为阿尔特弥斯(Artemis),该项目由麻省理工学院(MIT)的研究人员牵头。
SPECULOOS望远镜的设计目的是寻找附近与地球类似的行星,超冷矮星——一种小而暗淡的恒星,为天文学家提供了更好的机会来发现一颗轨道运行的行星,并描述其大气特征,因为这些恒星缺乏更大更亮的恒星的眩光。
“这些超冷矮星散布在天空中,”布尔丹诺夫说。“像SPECULOOS这样有针对性的地面调查很有帮助,因为我们可以一个接一个地观察这些超冷矮星。”
特别是,天文学家通过观察单个恒星来寻找凌日的迹象,或恒星光线的周期性下降,这些迹象表明可能有行星从恒星前方穿过,并短暂地挡住了恒星的光线。
今年早些时候,在开普勒太空望远镜的第二次观测任务K2 (K2 campaign)收集的数据中,尼拉发现了一颗冷矮星,温度略高于公认的超冷矮星的温度阈值。K2是开普勒太空望远镜的第二次观测任务,该任务是在航天器绕太阳运行时监测天空的碎片。
在2017年的几个月里,开普勒望远镜观测到了包括冷矮星在内的部分天空,在K2的数据中标注为史诗249631677。尼拉拉梳理了这段时期,发现在这颗恒星的光线中大约有20次下降,似乎每3.14天重复一次。
该团队分析了这些信号,测试了不同的可能的天体物理情况,并确认这些信号很可能是一颗凌日行星的产物,而不是其他现象的产物,比如两颗螺旋星的双星系统。
研究人员随后计划用SPECULOOS近距离观察这颗恒星和它的轨道行星。但首先,他们必须确定一段时间,在这段时间里,他们肯定会搭乘交通工具。
拉克姆说:“从地面上确定一个最佳的夜晚是有点棘手的。”他开发了一种预报算法来预测下一次过境可能发生的时间。“即使你在K2的数据中看到3.14天的信号,也存在不确定性,这与每一次轨道运行叠加在一起。”
根据拉克姆的预测算法,研究小组在2020年2月的几个晚上缩小了观测范围,在这几个晚上,他们可能会看到这颗行星在其恒星前方交叉。然后,他们用斯佩古罗斯的望远镜对准这颗恒星的方向,发现了三次清晰的凌日现象:两次是通过南半球的天文望远镜观测到的,杏耀网站第三次是来自北半球的阿耳特弥斯。
研究人员说,这颗新的圆周率行星可能是继詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)之后,观察行星大气细节的一个有希望的候选者。目前,该团队正在查看其他数据集,比如美国宇航局的TESS任务,同时也在使用Artemis和SPECULOOS网络的其他部分直接观察天空,寻找类地行星的迹象。
Niraula说:“未来会有更多有趣的行星,正好赶上JWST,一台用来探测这些外星星球大气层的望远镜。”“有了更好的算法,希望有一天,我们可以寻找更小的行星,甚至像火星那么小。”
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