北京
“TESS發(fā)射的時候，沒人覺得它能找到這種行星。”新墨西哥大學阿爾伯克基分校教授戴安娜·德拉戈米爾的原話，直接點出了這次發(fā)現(xiàn)的意外程度。
NASA的凌星系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）第一次靠時空漣漪認出了一顆繞著遙遠恒星轉(zhuǎn)的行星。過去TESS抓到的都是緊貼恒星、周期性凌星的行星，這回找到的卻是一顆“超級木星”，軌道離主星老遠。德拉戈米爾是相關論文的合著者，她說，這顆行星質(zhì)量是木星的1.6倍，軌道距離也和木星差不多，靠TESS設計之初的主打探測手段——凌星法——幾乎不可能逮到它。“這次發(fā)現(xiàn)意味著，TESS的數(shù)據(jù)里多半還藏著別的所謂微引力透鏡行星，我們以前根本沒想過要找。”
天文學家最早注意到這顆行星的蛛絲馬跡，是在2023年，靠的是歐洲空間局那臺已經(jīng)退役的蓋亞空間望遠鏡。蓋亞的警報系統(tǒng)標記了一顆突然變亮的恒星——如果有前景恒星恰好從更遠的背景恒星前方穿過，引力微透鏡效應就會把背景星的光放大，恒星突然增亮就是這么來的。這顆行星被命名為Gaia23bra b。
關鍵在于，后來研究人員回頭翻TESS的存檔數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)TESS其實也拍到了同一件事。研究負責人、新墨西哥大學博士生馬洛里·哈里斯解釋得很清楚：“蓋亞的觀測太稀疏了，根本識別不出那顆行星。TESS當時恰好也在監(jiān)測同一片天區(qū)，它的時間覆蓋密度更高，光變曲線里多出來的那些特征就被抓住了，這些特征正是行星導致的。”
研究團隊的分析7月1日發(fā)表在《天體物理學雜志通訊》上。Gaia23bra b繞著一顆橙矮星轉(zhuǎn)，主星質(zhì)量大約是太陽的80%，而它自己和地球的距離將近4萬光年——TESS通常的搜索半徑也就150光年左右，4萬光年這個數(shù)字遠超它的常規(guī)探測范圍。
說到找系外行星的方法，目前人類已知的6000多顆系外行星里，大約四分之三是靠凌星法發(fā)現(xiàn)的，這也是TESS的主力獵星手段。原理很簡單：天文學家盯住一大堆恒星，等著看哪些恒星會周期性變暗——一旦有行星從恒星前方經(jīng)過，擋住一部分光，就能抓到一次“凌星”。
微引力透鏡只貢獻了已知系外行星中不到5%的發(fā)現(xiàn)。這種光線彎曲現(xiàn)象，發(fā)生在兩顆恒星從我們視角看過去幾乎排成一線的時候。遠處恒星的光穿過較近恒星的質(zhì)量所造成的彎曲時空時，路徑拐了彎，較近恒星就成了一面宇宙透鏡，把背景星光聚焦放大。如果前景恒星還帶著行星，行星也會變成自己的小透鏡，繼續(xù)給遠處恒星的光線加料。天文學家能看到的，就是恒星的亮度曲線里多出一個尖峰。
凌星法擅長的是大塊頭行星，軌道還得貼著主星——行星越大擋光越多，軌道越近凌星越頻繁。微引力透鏡恰好補上了另一種盲區(qū)：軌道遠、不容易擋住主星光芒的大質(zhì)量行星。Gaia23bra b這個案例最有嚼頭的地方，不在于發(fā)現(xiàn)本身多震撼，而在于它被找到的方式——靠兩臺望遠鏡的數(shù)據(jù)拼圖，其中一臺還是在退役之后把舊賬翻出來才算完。
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