探測類似塔圖因的「雙日」行星的新方法被證明是成功的
夏威夷大學的天文學家Nader Haghighipour日前開發了一項新技術,使科學家們能夠迅速檢測到一顆有兩個太陽的凌日行星。 這些天體被稱為 「環雙星行星」,圍繞兩顆恆星運行。 多年來,這些行星只是科幻小說的主題,就像《星球大戰》中的塔圖因。 然而,由於美國宇航局(NASA)成功的發現行星的開普勒和凌日系外行星勘測衛星(TESS)任務,包括Haghighipour在內的天文學家團隊迄今已經發現了14顆這樣的天體。
開普勒和TESS通過凌日法探測行星,天文學家測量當行星從其宿主恆星前面經過時恆星的微小暗淡,阻擋了部分星光。 通常情況下,天文學家需要看到至少三次這樣的凌日才能確定行星的軌道。 當有兩顆主星時,這就變得很有挑戰性了。
“探測環雙星行星比尋找圍繞單星運行的行星要複雜得多。 當一顆行星繞著雙星系統運行時,對同一顆恆星的凌日不會以一致的時間間隔發生,”Haghighipour解釋說。 “行星可能先繞過一顆星,然後再繞過另一顆星,然後再繞過第一顆星,如此反復。”
更具挑戰性的是,環雙星行星的軌道周期總是比雙星的軌道週期長得多。 這意味著,為了觀察到三次淩日,科學家需要對雙星進行長時間的觀察。 雖然這對開普勒太空望遠鏡來說不是問題(這個望遠鏡只觀察了3.5年的天空中的一個區域),但這使得使用TESS望遠鏡來探測環行行星具有挑戰性,因為TESS只觀察了天空中的一部分27天,然後就指向了其他地方,這使得用TESS觀察行星的三次凌日成為不可能。
2020年,Haghighipour和他的團隊發現了一種繞過這一限制的方法。 在《天文學雜誌》上發表的一篇文章中,他們描述了一種新的技術,只要行星在27天的觀測視窗內經過其兩顆主星,他們就能用TESS探測到環雙星行星。
現在,同一個天文學家小組已經在TESS的數據中實際發現了第一顆這樣的環雙星行星,證明他們的技術是有效的。 這顆目標雙星的目錄名稱是TIC 172900988,被TESS觀測到的是一個扇面,它的光曲線顯示了兩次淩日的跡象,一次橫跨每顆恆星,相隔僅5天–在同一個”會合”期間。
“這顆行星的軌道需要將近200天的時間–如果使用傳統的凌日方法,我們需要等待一年多的時間來檢測另外兩次淩日。 我們的新技術將這一時間縮短到了5天,這表明儘管觀測視窗很短,但TESS仍可用於探測環行行星。 “TESS環雙星行星工作組的創始人Haghighipour說:”這顆新行星證明瞭我們發明的技術的有效性、適用性和成功性。 這一發現表明,我們的新技術是有效的,並將能夠找到更多的行星。 ”
第一個使用這種新技術的TESS環雙星行星的發現出現在《天文學雜誌》上。 Haghighipour是與主要作者Veselin B. Kostov(美國宇航局戈達德太空飛行中心)、SETI研究所和GSFC Sellers系外行星環境合作組的共同作者。