“紅矮星”是小型恆星，它比我們的太陽要冷得多。在這樣的恆星周圍，液態水有可能出現在比我們太陽系更接近恆星的行星上。一顆系外行星和它的恆星之間的距離是探測它的一個關鍵因素：一顆行星離它的主星越近它被探測到的概率就越高。

在最近發表在《Astonomy & Astophysics》雜誌上的一項研究中，由伯爾尼大學空間與宜居性中心CSH的Nicole Schanche博士領導的研究人員報告稱，他們發現了圍繞附近紅矮星運行的系外行星TOI-2257 b。Nicole Schanche同時還是伯爾尼大學與日內瓦大學共同管理的國家行星研究中心的成員。

一個特殊的望遠鏡是解決方案的一部分

離我們太陽系很遠的系外行星無法用望遠鏡直接觀測–它們太小，反射的光線太少。然而檢測此類行星的一種方法是凌日法。這涉及到使用望遠鏡來尋找當行星從恆星前面經過時發生的恆星亮度的下降。對恆星亮度下降的反復觀測可以精確測量出行星圍繞恆星的軌道周期，而過境的深度可以讓研究人員確定行星的直徑。當跟來自其他方法的行星質量估計相結合時可以計算出行星密度。

行星TOI-2257 b最初是由NASA的凌日系外行星調查衛星TESS太空望遠鏡的數據識別的。這顆小星被觀察了四個月，但觀察之間的間隔意味著不清楚亮度的下降是否可以用一顆軌道為176、88、59、44或35天的行星的凌日來解釋。

研究人員在用Las Cumbres天文台的全球望遠鏡對這顆恆星進行觀測之後，排除了一顆軌道周期為59天的行星導致亮度下降的可能性。“接下來，我們想弄清楚35天的軌道周期是否有可能，”Nicole Schanche指出。

位於墨西哥的SAINT-EX望遠鏡由CSH和NCCR PlanetS共同合作，是專門為更詳細地研究紅矮星及其行星而建造的。SAINT-EX全稱Search And characterIsatioN of Transiting EXoplanets。該項目是為了紀念著名作家、詩人和飛行員Antoine de Saint-Exupéry（Saint-Ex）而命名的。SAINT-EX觀測了TOI-2257 b的部分凌日並能確認這顆系外行星圍繞其恆星的準確軌道周期，即35天。“另一個35天后，SAINT-EX能夠觀測到整個凌日，這為我們提供了關於該系統屬性的更多信息，”參與數據處理的、來自CSH的論文共同作者Robert Wells說道。

一顆具有不規則軌道的溫帶行星

憑藉其35天的軌道周期，TOI-2257 b繞著主星運行，在這個距離上，行星上有可能存在液態水，因此可能存在有利於生命出現的條件。位於小型紅矮星附近的這種所謂“宜居區”的行星更容易研究，由於它們的軌道周期更短，因此可以更經常地被觀測到。TOI-2257 b的半徑（比地球大2.2倍）表明，這顆行星是相當氣態的，大氣壓力高，不利於生命的存在。

“我們發現TOI-2257 b並沒有一個圓形的、同心的軌道，”Nicole Schanche指出，“事實上，它是有史以來發現的最偏心的圍繞冷星運行的行星。就潛在的可居住性而言，這是個壞消息。雖然這顆行星的平均溫度是舒適的，但它的溫度從-80℃到約100℃不等，這取決於這顆行星在其軌道上的位置，是遠離還是靠近恆星。”對這一令人驚訝的軌道的一個可能解釋是，在該系統的更遠處，有一顆巨大的行星潛伏著，這擾亂了TOI 2257 b的軌道。進一步測量恆星的徑向速度的觀測將有助於確認偏心率並尋找在凌日時無法觀察到的可能的額外行星。

使用JWST進行觀測的候選者

12月25日成功發射的詹姆斯-韋伯空間望遠鏡(JWST)將徹底改變對系外行星大氣的研究。為了優先考慮用JWST進行觀測的優秀候選者，研究人員開發了一個傳輸光譜學指標(TSM)，從而對不同的系統屬性進行評估。 TOI-2257 b在TSM方面的定位很好，是最有吸引力的海王星以下的目標之一。 Nicole Schanche總結稱：“特別是，這顆行星可以被研究出大氣層中的水蒸氣等特徵的跡象。”