NASA 的 TESS 发现行星系统的第二个地球大小的世界

利用美国宇航局凌日系外行星勘测卫星的数据，科学家们确定了一个地球大小的世界，称为 TOI 700 e，在其恒星的宜居带内运行——行星表面可能存在液态水的距离范围。世界的大小是地球的 95%，而且很可能是岩石。

天文学家此前在该系统中发现了三颗行星，分别称为 TOI 700 b、c 和 d。d行星也在宜居带内运行。但科学家们需要额外一年的 TESS 观测才能发现 TOI 700 e。

“这是我们所知道的仅有的几个拥有多个小型宜居带行星的系统之一，”负责这项工作的南加州美国宇航局喷气推进实验室的博士后研究员艾米丽吉尔伯特说。“这使得 TOI 700 系统成为进一步跟进的令人兴奋的前景。e 行星比 d 行星小约 10%，因此该系统还展示了额外的 TESS 观测如何帮助我们找到越来越小的世界。”

吉尔伯特代表她的团队 在西雅图举行的美国天文学会第 241 次会议上介绍了这一结果。一篇关于这颗新发现行星的论文被 The Astrophysical Journal Letters 接受。
TOI 700 是一颗小而冷的M 矮星，位于南天剑鱼座，距离我们约 100 光年。2020 年，吉尔伯特和其他人宣布发现了一颗地球大小的宜居带行星 d，它的公转周期为 37 天，同时还发现了另外两个世界。

最里面的行星 TOI 700 b 大约是地球大小的 90%，每 10 天绕恒星运行一次。TOI 700 c 比地球大 2.5 倍以上，每 16 天完成一次轨道运行。这些行星可能被潮汐锁定，这意味着它们每个轨道只自转一次，因此一侧总是面向恒星，就像月球的一侧总是转向地球一样。

TESS 一次监测大片天空（称为扇区）大约 27 天。从我们的角度来看，这些长时间的凝视使卫星能够追踪一颗行星从其恒星前方穿过所引起的恒星亮度变化，这一事件称为凌日。该任务使用这种策略从 2018 年开始观测南方天空，然后转向北方天空。2020年，它返回南方天空进行额外观测。额外一年的数据使团队能够改进原始行星的大小，这比最初的计算小了大约 10%。

“如果恒星离得更近一点或者行星更大一点，我们可能能够在 TESS 数据的第一年发现 TOI 700 e，”马里兰大学帕克分校和加州大学的博士生本霍德说。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究生研究员。“但信号非常微弱，我们需要额外一年的过境观测才能识别它。”

TOI 700 e 也可能被潮汐锁定，需要 28 天绕其恒星运行，将行星 e 置于行星 c 和 d 之间，处于所谓的乐观宜居带。

科学家将乐观宜居带定义为在行星历史上的某个时刻，与恒星之间可能存在液态地表水的距离范围。该区域延伸到保守宜居带的两侧，研究人员假设液态水可能存在于地球生命周期的大部分时间。TOI 700 d 轨道在这个区域。

在该地区寻找其他拥有地球大小世界的系统有助于行星科学家更多地了解我们太阳系的历史。

吉尔伯特说，对 TOI 700 系统与天基和地面天文台的后续研究正在进行中，可能会对这个罕见的系统产生进一步的了解。

“TESS 刚刚完成了对北方天空观测的第二年，”研究天体物理学家兼戈达德 TESS 副项目科学家 Allison Youngblood 说。“我们期待着隐藏在任务数据宝库中的其他激动人心的发现。”

TESS 是美国宇航局天体物理学探索者任务，由位于马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院领导和运营，并由美国宇航局戈达德太空飞行中心管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的 Northrop Grumman；美国宇航局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心；天体物理中心| 位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛与史密森尼学会；麻省理工学院林肯实验室；和巴尔的摩太空望远镜科学研究所。全球有十几所大学、研究机构和天文台参与了这项任务。

横幅图片：在这张插图中，新发现的地球大小的行星 TOI 700 e 在其恒星的宜居带内运行。在远处可以看到它的地球大小的兄弟姐妹 TOI 700 d。图片来源： NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt