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一颗亚海王星大小的行星被适居带行星探测器验证

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2020年2月20日

一颗亚海王星大小的行星被适居带行星探测器验证

Apache Point Observatory New Mexico

诺曼,俄克拉荷马州。一个由多所大学组成的皇冠体育研究小组证实,最初由开普勒太空望远镜探测到的候选行星信号是一颗系外行星——一颗围绕太阳系外一颗恒星运行的行星。这颗行星被称为G 9-40b,大约是地球的两倍大,绕着它的低质量主星(一颗M矮星)运行,距离地球只有100光年,这使它成为迄今为止K2任务发现的第二近的凌日行星。

皇冠体育研究小组通过新墨西哥州阿帕奇角天文台的3.5米望远镜观测了G - 9-40b,证实了他们的发现,这是皇冠体育机构获得的望远镜。

该团队发现的细节发表在《天文学杂志》上。

使用宜居带行星发现者(HPF)——一种天文光谱仪,提供迄今为止来自附近恒星的红外信号的最高精度测量,由宾夕法尼亚州立大学领导的团队建造,最近安装在德克萨斯州麦克唐纳天文台的10米霍比-埃伯利望远镜上——天文学家通过排除所有污染信号的可能性来验证这颗行星。

开普勒探测到这颗行星的方法是,当这颗行星在其轨道上穿过或凌日到恒星前方时,观测到主星光线的下降。g9 -40b每6个地球日绕地球一周。这一信号随后被HPF光谱仪的精密光谱观测证实,排除了恒星或亚恒星双星伴星的可能性。来自其他望远镜的观测,包括阿帕奇角天文台3.5米望远镜的精确光度测量和利克天文台3米谢恩望远镜的高对比度成像,帮助证实了这一验证。

“g9 -40b是已知的20颗最接近凌日行星之一,这使得这一发现非常令人兴奋,”该论文的主要作者、宾夕法尼亚州立大学前博士生、目前在普林斯顿大学做博士后的古德蒙德尔·斯蒂芬森(Gudmundur Stefansson)说。“此外,由于其大的过境深度,G 9-40b是一个极好的候选系外行星,可以用未来的太空望远镜皇冠体育研究其大气成分。”

该团队利用皇冠体育的机构访问新墨西哥州阿帕奇角天文台的3.5米望远镜,使用新的光度测定技术和北极成像仪上的工程扩散器,对过境行星进行了另一次观测,这是Stefansson博士论文的一部分。这些后续的凌日观测帮助进一步解决了“凌日形状”——表示有多少主行星的光线被阻挡的曲线——从而得到了更精确的行星参数。

“APO/ARCTIC扩散器及其新型Semrock滤光器实现这项工作所需的光度精度的能力令人印象深刻,”霍默·l·道奇大学物理与天文系主任兼副教授John Wisniewski说。“我们的OU团队很高兴继续使用APO来帮助验证美国宇航局开普勒,K2和TESS任务探测到的其他候选行星。此外,利用利克天文台的3米谢恩望远镜进行的高对比度自适应光学成像观测表明,主星是凌日的真正来源。”

这项皇冠体育研究得到了美国国家科学基金会、宾夕法尼亚州立大学、皇冠体育大学、海辛-西蒙斯基金会、美国国家航空航天局地球和空间科学奖学金项目、宾夕法尼亚州立大学系外行星和可居住世界中心、古巴山天文基金会和皇冠体育研究公司的支持。

宾夕法尼亚州立大学的皇冠体育研究生Caleb Cañas是这篇论文的作者之一,他说:“HPF的光谱观测使我们能够确定这颗行星的质量上限,它的质量是地球的12倍。”“这表明是一颗行星引起了主恒星发出的光线下降,而不是另一个天体物理物体,如背景恒星。我们希望在未来用HPF对g9 -40b进行更多的观测,以精确测量它的质量,这将使我们能够限制它的体积组成,并区分主要是岩石还是富含气体的组成。”

HPF于2017年底首次交付给麦克唐纳天文台的10米霍比-埃伯利望远镜,并于2018年底开始全面的科学运行。HPF的设计目的是探测和表征可居住带的行星——恒星周围的区域,行星表面可以维持液态水——附近的低质量恒星。

宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学教授、HPF光谱仪的首席皇冠体育研究员Suvrath Mahadevan说:“使用HPF,我们目前正在调查最近的低质量恒星,目标是在我们的恒星附近,在银河系中最常见的恒星M矮星周围发现系外行星。”

霍比-埃伯利望远镜是宾夕法尼亚州立大学奥斯汀分校、Ludwig-Maximilians-Universität m<e:1> nchen和george - august Universität Gottingen的联合项目。HET的命名是为了纪念它的主要捐助者威廉·p·霍比和罗伯特·e·埃伯利。

完整的皇冠体育研究结果发表在《天文学杂志》上。关于这一结果的公开讨论可以在HPF博客上找到,hpf.psu.edu。