美國宇航局最新的行星獵手剛剛捕獲了一些大型獵物。
研究人員今天（1 月 6 日）宣佈，該機構的 凌日系外行星巡天衛星（TESS）首次在其主恆星的宜居帶中發現了一顆大致地球大小的行星，宜居帶是指液態水可以在行星表面保持穩定的軌道距離區域。
新發現的 系外行星，被稱為 TOI 700 d，距離地球僅 101.5 光年，使其成為其他儀器進行後續觀測的良好候選者，科學家們補充說。
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美國宇航局華盛頓總部天體物理學部門主管保羅·赫茲在一份宣告中說：“TESS 的設計和發射專門用於尋找圍繞附近恆星執行的地球大小的行星。” “圍繞附近恆星執行的行星最容易透過太空和地球上更大的望遠鏡進行後續觀測。發現 TOI 700 d 是 TESS 的一項關鍵科學發現。”
TESS，於 2018 年 4 月發射，使用“凌日方法”尋找行星，尋找當軌道行星從衛星的角度穿過恆星表面時引起的恆星亮度下降的跡象。美國宇航局的開普勒太空望遠鏡也使用相同的策略取得了巨大成功，該望遠鏡發現了大約 4000 顆已知系外行星中的 70%。
TESS 發現了三顆不同的行星圍繞恆星 TOI 700 執行（TOI 是“Tess 感興趣的天體”的縮寫）。其中一顆行星是一顆紅矮星，質量約為太陽的 40%，寬度約為太陽的 40%，溫度約為太陽的 50%。最內側的行星 TOI 700 b 大致與地球大小相當，每 10 個地球日完成一次軌道執行。中心行星 TOI 700 c 比我們的星球大 2.6 倍，這意味著它很可能是一顆氣體“迷你海王星”，並且每 16 天圍繞 TOI 700 執行一週。
TOI 700 d 是該系統中已知最外層的行星，它確實非常有趣。它僅比地球大 20%，並且每 37 天完成一次軌道執行。這個外星世界接收的恆星能量是地球從太陽獲得的 86%，這使得 TOI 700 d 處於宜居帶（至少按照傳統定義），發現團隊成員說。
所有三顆行星都可能被潮汐鎖定在 TOI 700 上，始終向它展示相同的面，就像地球的月球只向我們展示它的近側一樣。但天文學家表示，潮汐鎖定並不一定排除外星世界存在生命的可能性。關於 TOI 700 還有更多這方面的好訊息。
芝加哥大學研究生，發現團隊負責人艾米麗·吉爾伯特在同一份宣告中說：“在 11 個月的資料中，我們沒有看到來自恆星的耀斑，這提高了 TOI 700 d 宜居的可能性，並使其更容易模擬其大氣和表面條件。”
（紅矮星通常比太陽活躍得多，因此關於它們的行星的宜居性存在相當大的爭議。例如，頻繁而強大的耀斑，會剝奪行星的大氣層。）
TESS 並不是唯一發現 TOI 700 d 證據的航天器。另一組研究人員使用了美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡來確認這顆外星行星的存在。
哈佛-史密森天體物理中心天文學家，團隊負責人約瑟夫·羅德里格斯在同一份宣告中說：“考慮到這一發現的影響——它是 TESS 的第一顆宜居帶地球大小的行星——我們真的希望我們對該系統的理解儘可能具體。”
羅德里格斯補充說：“斯皮策看到 TOI 700 d 在我們預期的時間凌日。它為一項幫助確認了兩顆TRAPPIST-1 行星並識別了另外五顆行星的任務的遺產增添了光彩。”
TRAPPIST-1是一顆距離我們僅 40 光年的矮星，擁有七顆地球大小的行星，其中三顆似乎位於宜居帶中。該系統是美國宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行觀測的主要候選者，該望遠鏡計劃於 2021 年發射。科學家們表示，詹姆斯·韋伯應該能夠探測 TRAPPIST-1 行星的大氣層中是否存在潛在的生物特徵氣體，如甲烷和氧氣。
TOI 700 距離稍遠一些，但它仍然足夠近，可以在未來進行更詳細的檢查。科學家們確實希望透過其他儀器的觀測來了解更多關於它的資訊。例如，他們希望透過測量它的引力對主恆星的拉動程度來確定 TOI 700 d 的質量。在不瞭解質量的情況下，不清楚 TOI 700 d 的密度有多大，以及它是否像地球一樣是一個岩石世界。
對穿過 TOI 700 d 大氣層到達地球的光進行深入觀測，可以告訴我們很多關於外星世界表面狀況的資訊，而這些狀況目前仍然是一個謎。
第三個研究小組，由美國宇航局戈達德太空飛行中心訪問研究助理，大學空間研究協會的加布裡埃爾·恩格爾曼-蘇伊薩領導，進行了一些建模工作以瞭解各種可能性。這些可能性是巨大的。例如，他們的一種模擬將 TOI 700 d 描繪成一個覆蓋著海洋、大氣中二氧化碳占主導地位的世界，而另一種模擬則將這顆行星描繪成一個乾燥、無雲的世界。
恩格爾曼-蘇伊薩在同一份宣告中說：“有一天，當我們從 TOI 700 d 獲得真實的光譜時，我們可以回溯，將它們與最接近的模擬光譜匹配，然後再將其與模型匹配。這令人興奮，因為無論我們發現關於這顆行星的什麼，它都將與我們在地球上所擁有的完全不同。”
吉爾伯特、羅德里格斯和恩格爾曼-蘇伊薩今天在檀香山美國天文學會第 235 次會議（AAS）上展示了他們的研究結果。他們的論文也已提交給科學期刊。
今天在 AAS 上也釋出了其他令人興奮的 TESS 新聞。例如，任務團隊成員還宣佈了 TESS 的第一顆環雙星行星——一顆天空中有兩個太陽的世界——並透露了明亮的恆星天龍座α及其較暗的伴星相互掩食。
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