在一项已经超过20年的发现中,一颗行星超过地球质量的三倍,被发现绕着离我们最近的单颗恒星运行。
一颗新的行星,是地球质量的三倍以上,已被发现绕着我们最近的单颗恒星运行。这项发现耗时20多年,标志着我们寻找新行星的方式发生了变化。
这是第一次使用成熟的径向速度法发现了一个大小的行星,该方法通常用于寻找更大的恒星。科学家称其为超级地球,通过测量绕行星绕行星引起的恒星速度的分数变化,轨道周期为200天。
这是因为行星引起的恒星速度变化很小,很难检测到,特别是在低质量行星上。
该方法使用多普勒效应。打个比方,当救护车警报器朝向你移动时改变音调与其移动时相比,当发射该光的物体朝向或远离观察者移动时,光线会改变波长,因此颜色会稍微变化。
当行星围绕恒星运行时,它的引力会使恒星略微摆动。当恒星远离地球时,它的光线会向更长的红色波长移动。同样地,当恒星向地球移动时,光线会向更短,向更短的蓝色的波长移动。
“经过非常仔细的分析,我们对超级地球的存在有99%的信心,” 该项目的首席科学家,加泰罗尼亚空间研究所和西班牙CSIC空间科学研究所的首席科学家里巴斯说 。
“然而,我们将继续观察这颗快速移动的恒星,以排除可能伪装成行星的恒星亮度的可能但不可能的自然变化。”
发表在【自然】杂志上的这一发现之旅花了很多时间和观察。
“径向速度在过去已经发现了许多行星,但这个行星是特殊的,因为它具有相对较长的周期并且质量相对较小”,里巴斯说。为了发现这一点,有必要使用七种不同的仪器在20年内收集近800个测量值。
“从本质上讲,我们采用了世界上所有能够提供精确径向速度的仪器”,Ribas说。“将所有这些数据点组合成一个可以自信地分析的一致的单一数据集也是一项重大挑战,需要开发可靠的技术。总而言之,这付出了一项巨大的努力,众多研究人员参与其中。“
测量是通过望远镜的组合进行的,但是特别是一种仪器提供了能够进行发现的精度。
欧洲南方天文台的高精度径向速度行星搜索器(HARPS)仪器可以测量每小时3.5公里的恒星速度变化 - 平均步行速度。相对于我们的太阳,恒星以大约500,000公里/小时的速度移动。
“HARPS在这个项目中发挥了至关重要的作用。我们将来自其他团队的档案数据与来自不同设施的巴纳德明星的新的重叠测量结合起来,“来自伦敦玛丽女王大学的联合首席科学家说道。“组合工具是让我们交叉检查结果的关键。”
巴纳德之星是距离太阳最近的恒星,距离我们只有六光年。这颗恒星本身是我们太阳的两倍,但它拥有夜空中任何恒星最快的明显运动。
这个星球不太可能拥有生命,因为它坐落在恒星的“雪线”中。虽然它比我们自己更接近它的恒星,但超级地球上的温度可能是-170摄氏度,这使得它对我们所知的生命不利。
上个月底,美国宇航局的开普勒太空望远镜耗尽了燃料,结束了发现地球大小行星的任务。将来,我们搜索系外行星的方式可能涉及更多数据,但这并不一定意味着更复杂的分析。即便如此,人工智能(AI)对于系外行星狩猎变得越来越重要。
AI用于分析搜索和表征系外行星过境的天文数据。这是当行星在它们的主星前面通过时发现行星的亮度。
但是,对于径向速度法,分析更简单。“在这种特殊情况下,我们没有专门用它来分析数据,因为虽然数据集在观测工作方面非常大,但在数据量方面并非如此,”Ribas说。这意味着可以使用更传统的技术进行分析。
“我们确实使用AI工具,更具体地说是遗传算法来安排用CARMENES仪器获得的观察结果”,里巴斯说。“我们已经开发出方法来优化观测计划,现在正在使用这个工具。”
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