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新的行星狩猎方法可以发现类似地球的外星世界

这张图像显示了位于图像中心的微弱恒星WASP-3(星等10.5,约为肉眼可见的60倍),该恒星是使用耶拿大学天文台的90厘米望远镜拍摄的。在左下角的插图中,这颗恒星以更好的灵敏度和分辨率放大。WASP-3距离地球700光年,位于天琴座。北边向上,东边向左。大图像是使用不同滤镜(蓝色、视觉和红色)拍摄的三张图像的合成图像,小插图仅使用红色滤镜。

根据一项新的研究,一种用于探测奇异外星世界的新行星搜寻技术可能足够灵敏,可以帮助天文学家搜寻围绕其他恒星运行的地球大小的行星。

这项名为凌日时间变化的新方法是由德国耶拿大学的Gracjan Maciejewski领导的欧洲天文学家团队开发的。

这项技术被用来精确定位一颗质量是地球15倍的行星,该行星位于恒星系统WASP-3中,距离天琴座太阳700光年。

然而,研究人员表示,该方法的高度灵敏度也可能使其成为定位与地球质量相似的小行星的有价值的工具。

这项研究的结果已被接受发表在即将出版的《皇家天文学会月报》上。

什么是运输时间变化

凌日时间变化(TTV)技术几年前被认为是发现外行星或系外行星的可行方法。它建立在现有的凌日方法的基础上,该方法多年来一直被用于探测许多系外行星,并被开普勒和CoRoT太空任务广泛使用,这些任务在宇宙中搜寻类地行星。

凌日发生在一颗行星从其母恒星前面经过,暂时阻挡了从地球上看到的恒星的一些光线。在这些凌日过程中,天文学家可以测量到主星的光线下降,告诉他们有一颗行星在前方移动。

新方法使天文学家能够进一步识别较小的行星,这些行星的自转可能不足以显著降低其恒星的光输出。然而,如果除了一颗大行星之外还存在较小的行星,那么较小的撞击将对较大的行星施加引力牵引,从而改变其轨道,导致正常凌日周期的偏差。

TTV技术将这些偏差与大量基于计算机的计算得出的预测进行比较。这些估计使天文学家能够推断出正在研究的行星系统的初步组成,包括可能存在的类地行星。

组合WASP-3系统

在他们的研究中,Maciejewski和他的研究团队使用耶拿大学天文台直径35英寸(90厘米)的望远镜和保加利亚罗岑国家天文台直径24英寸(60厘米)的天文望远镜来研究WASP-3b的凌日,WASP-3b是一颗质量是地球630倍的大行星。

这些观测结果导致了一个意想不到的发现。

Maciejewski在一份声明中说:“我们检测到WASP-3b过境时间的周期性变化。”“这些变化可以用系统中一颗质量为15地球质量(即一颗天王星)、周期为3.75天的附加行星来解释。”

这颗新发现的行星被命名为WASP-3c,是迄今为止发现的最小的系外行星之一。它也是已知质量最小的行星之一,围绕着比太阳质量更大的恒星运行。

使用TTV进行未来搜索

这一发现标志着首次使用TTV方法发现新的太阳系外行星。

研究人员说,对这颗15地球质量较小的行星的探测使WASP-3系统非常有趣。

这颗新行星的轨道是质量更大的行星轨道的两倍长。这样的配置很可能是行星系统早期进化的结果。

研究人员表示,TTV方法探测小扰动行星的能力可能有助于天文学家在未来定位更多类似地球的系外行星。

例如,一颗地球质量的行星会吸引一颗典型的气态巨行星靠近其恒星运行,并导致较大物体传输时间长达一分钟的偏差。这种效应非常显著,可以用直径相对较小的1米望远镜探测到。任何潜在的发现都可以用更大的地基仪器来跟进。


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