美国宇航局的TESS发现行星系统的第二个地球大小的世界

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在这张图中，新发现的地球大小的行星TOI 700 e在其恒星的宜居带内运行。它的地球大小的兄弟TOI 700 d可以在远处看到。图片来源：NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt

利用美国宇航局凌日系外行星调查卫星的数据，科学家们已经确定了一个名为TOI 700 e的地球大小的世界，在其恒星的宜居带内运行 - 液态水可能在行星表面出现的距离范围。世界有地球的95%大小，很可能是岩石。

天文学家此前在这个系统中发现了三颗行星，分别称为TOI 700 b，c和d。行星d也在宜居带中运行。但科学家们需要额外一年的TESS观测才能发现TOI 700 e。

“这是我们所知道的少数几个拥有多个小型宜居带行星的系统之一，”领导这项工作的南加州NASA喷气推进实验室的博士后研究员Emily Gilbert说。“这使得TOI 700系统成为进一步跟进的令人兴奋的前景。行星e比行星d小约10%，因此该系统还显示了额外的TESS观测如何帮助我们找到越来越小的世界。

吉尔伯特代表她的团队在西雅图举行的美国天文学会第241次会议上介绍了这一结果。一篇关于新发现的行星的论文被《天体物理学杂志快报》接受。

TOI 700是一颗小而冷的M矮星，位于南部的多拉多座，距离地球约100光年。2020年，吉尔伯特和其他人宣布发现了地球大小的宜居带行星d，该行星与另外两个行星一起处于37天的轨道上。

最里面的行星TOI 700 b大约是地球大小的90%，每10天绕恒星运行一次。TOI 700 c比地球大2.5倍以上，每16天完成一次轨道。行星可能是潮汐锁定的，这意味着它们每个轨道只旋转一次，这样一侧总是面向恒星，就像月球的一侧总是转向地球一样。

TESS一次监测大片天空，称为扇区，大约27天。这些长时间的凝视使卫星能够从我们的角度跟踪行星在其恒星前方交叉引起的恒星亮度变化，这一事件称为凌日。该任务使用这种策略从2018年开始观察南部天空，然后转向北部天空。2020年，它返回南方天空进行额外观测。额外的一年数据使该团队能够改进原始行星大小，这些大小比最初的计算小约10%。

Watch to learn about TOI 700 e, a newly discovered Earth-size planet with an Earth-size sibling. Credit: NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt/NASA’s Goddard Space Flight Center

“如果恒星更近一点或行星大一点，我们可能能够在TESS数据的第一年发现TOI 700 e，”马里兰大学帕克分校的博士生Ben Hord说，他是马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的研究生研究员。“但是信号非常微弱，我们需要额外一年的过境观测来识别它。

TOI 700 e也可能被潮汐锁定，需要28天才能绕其恒星运行，将行星e置于行星c和d之间的所谓乐观宜居带。

科学家将乐观宜居带定义为与恒星的距离范围，在行星历史的某个时刻可能存在液态地表水。这个区域延伸到保守宜居带的两侧，研究人员假设液态水可能在地球的大部分生命周期中存在。TOI 700 d在该区域的轨道。

在这个地区找到其他具有地球大小世界的系统有助于行星科学家更多地了解我们自己的太阳系的历史。

吉尔伯特说，使用天基和地面天文台对TOI 700系统的后续研究正在进行中，并可能对这个罕见的系统产生进一步的见解。

“TESS刚刚完成了北方天空观测的第二年，”研究天体物理学家兼戈达德TESS副项目科学家Allison Youngblood说。“我们期待着隐藏在任务数据宝库中的其他令人兴奋的发现。

原标题：《美国宇航局的TESS发现行星系统的第二个地球大小的世界》

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