本周NASA速递(2020.6.26 )

本周NASA速递(2020.6.26 )

空间站外的一次动力太空行走;纪念故去的“隐藏人物”(Hidden Figure);“相当酷”地发现了一个热木星(hot Jupiter)……最近新闻速递,尽在「本周NASA」! Credit:NASA 克里斯·卡西迪(ChrisCassidy):“我没问题了,系绳已就绪。你能帮我再检查一遍吗鲍勃?”鲍勃·本肯(Bob Behnken):“我确认你已经没问题了。”6月26日,NASA的克里斯·卡西迪和鲍勃·本肯出到国际空间站(International Space Station)外工作,用新的锂离子电池更换了空间站一个电源通道中老化的镍氢电池。克里斯·卡西迪:“好了鲍勃,终于在按计划前行了。”鲍勃·本肯:“太好了!”电池更换工作是动力升级系列太空行走的最后一步,这一系列太空行走从2017年1月就开始了。 Credit:NASA 6月24日,NASA局长吉姆·布里登斯坦(JimBridenstine)宣布NASA位于华盛顿特区的总部大楼将以玛丽·杰克逊(Mary W. Jackson)的名字命名,她是NASA的第一位非裔美国女性工程师。杰克逊是一群重要的女性人物之一,她们凭借自己的数学和科学敏锐度帮助美国宇航员安全地前往太空并返回地球。她们的形象被写入《隐藏人物》(Hidden Figures)一书和同名的著名电影中。 Credit:NASA NASA的行星猎手“苔丝”(TESS)探测器和最近退役的斯皮策空间望远镜(Spitzer Space Telescope)的数据,帮助发现了已知最年轻的热木星,一种以气体为主的系外行星,公转轨道非常接近它的母恒星。这颗行星距地球约490光年,科学家认为它的历史还不到1700万年,或许能为我们提供整个宇宙中行星形成的更多信息。 Credit:NASA 双星近地小行星系统Didymos中的卫星此前被称为Didymos B,现已正式命名为Dimorphos。在2022年,它将成为NASA的双小行星重定向测试(Double Asteroid RedirectionTest,DART)目标,该测试是第一个全面证明用于行星防御的小行星偏转技术演示。 Credit:NASA NASA已经开始了一项新的工作,让宇航员、主要研究人员和其他NASA人员能够在未来进行商业亚轨道航天飞行。与对国际空间站的飞行相比,这些飞行预计将更易得、更易负担且更易使用,还能为研究、训练和测试活动提供额外的商业载人航天。 Credit:NASA NASA的太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)观察太阳的时间已经超过了十年,延时摄影将这10年中的每一天压缩成一秒,显示了太阳活动的起伏变化,以及行星过境和太阳爆发等值得注意的事件。 以上就是「本周 NASA」的全部内容!更多详细信息请访问 nasa.gov/twan。

“苔丝”发现的第一个环双星行星,这名高中生功不可没

“苔丝”发现的第一个环双星行星,这名高中生功不可没

这是一张艺术插图,显示了TOI 1338系统中的两颗恒星在我们的视平面内彼此环绕运行,构成了一个食双星系统。假想自己身处TOI 1338 b行星上,你就能每15天看到一次“日食”。 图片来源:NASA戈达德航天飞行中心/高校空间研究协会(Universities Space Research Association,USRA)的克里斯•史密斯(Chris Smith) 2019年夏天,沃尔夫•库基尔(Wolf Cukier)在纽约斯卡斯代尔高中(Scarsdale High School)完成了他的高三学习后,以暑期实习生的身份加入了美国航空航天局(NASA)位于马里兰州格林贝尔特的戈达德航天飞行中心(Goddard Space Flight Center)。实习期间,他的工作是查看NASA的系外行星凌星巡天卫星“苔丝”(Transiting Exoplanet Survey Satellite,TESS)拍下的恒星亮度变化数据,并将排查后的结果上传至“行星猎人苔丝”(Planet Hunters TESS)公民科学项目中。 “我一直在查看所有被志愿者标记成食双星(eclipsing binary)的数据,在食双星这种特殊的系统中,两颗恒星互相环绕运行,并且从我们的角度来看两者的轨道都会使彼此相食。”库基尔说道,“实习了大约三天之后,我观察到了一个名为TOI 1338的系统的亮度变化信号。起初,我以为这是一次恒星相食,但发现时机不对,后来才查出是有一颗行星存在。” 借助NASA的系外行星凌星巡天卫星“苔丝”的数据,研究人员发现了该任务的第一个环双星行星,即环绕双星运转的行星。这颗行星被命名为TOI 1338 b,体积大约比地球大6.9倍,也就是大小介于海王星和土星之间。它位于绘架座方向距离地球1300光年的一个双星系统中,系统中的两颗恒星伴星在我们的视平面内相互环绕运行,形成了食双星,其中一颗恒星的质量大约比我们的太阳重10%,而另一颗恒星则温度更低、亮度更暗,质量也只有太阳的三分之一。TOI 1338 b的公转时间并非恒定不变,由93天至95天不等(由于系统中恒星的轨道运动,它公转的程度和持续时间一直在变化)。“苔丝”只能观察到TOI 1338 b运行到较大恒星前方时产生的亮度的变化,对于较小恒星的凌星现象则因过于微弱而无法检测到。至少在未来一千万年内,TOI 1338 b的公转轨道都是稳定的,但是,公转轨道与我们视平面的夹角会有很大的变化,以至于2023年11月之后,在我们看来TOI 1338 b行星的凌星现象将会停止,然后在8年后也就是2031年恢复。 视频来源:NASA戈达德航天飞行中心 这颗特别的行星如今被命名为TOI 1338 b(TOI意为“苔丝”感兴趣的对象,即TESS Object of Interest),是“苔丝”发现的第一个环双星行星(circumbinary planet),即一个绕两颗恒星公转的世界。1月6日星期一,在夏威夷火奴鲁鲁举行的美国天文学会(American Astronomical Society,AAS)第235次会议上,天文学家聚在一起共同探讨这项新的发现。库基尔作为共同作者,与来自戈达德航天飞行中心、圣地亚哥州立大学(San Diego State University)、芝加哥大学(University of Chicago)以及其他机构的科学家合作完成的一篇论文已向学术期刊投稿。 TOI 1338系统位于绘架座(Pictor)中,距离地球大约1300光年。系统中两颗恒星互为绕转运行的周期为15天。其中较大的那额恒星质量大约比我们的太阳大10%,而另一颗恒星则温度更低、亮度更暗,质量也只有太阳的三分之一。 TOI 1338 b是系统中唯一已知的行星,体积大约比地球大6.9倍,也就是大小介于海王星和土星之间。TOI 1338 b在与两颗恒星几乎在完全相同的平面内运行,因此会经历规律性的的恒星食。 “苔丝”载有四台相机,每台相机每隔30分钟就会拍摄天空中一片特定区域的全帧图像,一直持续拍摄27天;利用这些观测所得的结果,科学家得出了恒星亮度随时间变化的曲线图。从我们地球的角度来看,当一颗行星运行绕过恒星前方时,也就是发生了所谓的凌星(transit)现象,星体的阻挡会导致恒星亮度的明显下降。 但是,相比只绕一颗恒星运行的行星,绕着两颗恒星运行时的凌星现象更难被检测到。TOI 1338 b的公转时间并非恒定不变,由93天至95天不等(由于系统中恒星的轨道运动,它公转的程度和持续时间一直在变化)。“苔丝”只能观察到TOI 1338 b运行到较大恒星前方时产生的亮度的变化,对于较小恒星的凌星现象则因过于微弱而无法检测到。 “这些信号类型对于算法而言是非常棘手的,”论文的主要作者维斯林•科斯托夫(Veselin Kostov)说道,“但是人眼则非常擅长查找这种数据模式,尤其是非周期性的模式,例如我们从这些系统的凌星现象中看到的模式。”科斯托夫是地外文明探索研究所(Search for ExtraTerrestrial Intelligence Institute,SETI Institute)和戈达德航天飞行中心的一名研究科学家。 这就解释了为什么库基尔必须“亲眼”检查每个可能存在的凌星。例如,他最初认为TOI 1338 b的凌星是系统中较小恒星运行通过较大恒星前方的结果,毕竟这两种情况都会导致相似的恒星亮度下降;但是,对于双星系统应该有的相食来说,亮度下降的时机并不合理。 在辨认出TOI 1338 b之后,研究团队使用了一个名为“埃莉诺”(eleanor)的软件包,来确认这些凌星现象是真实存在的,而非人工制造的器件导致的。埃莉诺软件包的命名来自埃莉诺•爱罗薇(Eleanor Arroway)的名字,她是著名的美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家卡尔•萨根(Carl Sagan)唯一的长篇科幻小说《接触》(Contact)里的核心主角,这部科幻小说后来被拍成了一部悬疑科幻片,名为《超时空接触》(Contact)。 “通过所有拍摄到的图像,‘苔丝’正监控着上百万颗恒星,”论文的共同作者、芝加哥大学的研究生阿迪娜•费恩斯坦(Adina Feinstein)说道,“这就是我们团队创建埃莉诺软件包的原因,它是一种对凌星数据进行下载、分析和可视化便捷方式。在设计之初,我们着眼的对象只是行星,但团队里的其他成员也用它来研究恒星、小行星甚至是星系。”(你可以在https://adina.feinste.in/eleanor/ 找到埃莉诺软件包的下载和使用指南) 研究人员早已从地面上利用径向速度测量对TOI 1338系统进行了研究,这种测量方式可以测出系统沿我们视线方向的运动数据。借助这些已有的档案数据,科斯托夫的团队对TOI 1338系统进行了分析,并最终确认了行星的存在,并且得出结论:至少在未来一千万年内,TOI 1338 b的公转轨道都是稳定的,但是,公转轨道与我们视平面的夹角会有很大的变化,以至于2023年11月之后,在我们看来TOI 1338 b行星的凌星现象将会停止,然后在8年后也就是2031年恢复。 此前,NASA的开普勒太空望远镜(Kepler Mission)和K2任务就在10个系统中发现了12个环双星行星,都类似于TOI 1338 b。科斯托夫表示,对双星系统的观测总是更容易找到体积更大的行星,因为较小星体的凌星对恒星亮度的影响不会很大。研究人员预计,在最初两年的任务中,“苔丝”将观测到成千上万的食双星系统,也就意味着更多像这样的环双星行星将会被发现。 “苔丝” 是NASA天体物理学探索者计划(Astrophysics Explorer)中的一项任务,由位于马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院(MIT)领导和运行,由NASA戈达德航天飞行中心管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯洛普•格鲁门公司(Northrop Grumman)、NASA位于加州硅谷的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)、位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛 – 史密森天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)、麻省理工学院林肯实验室(Lincoln Laboratory),以及位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute),来自全世界的十几所大学、研究所和观察站参与了这项任务。 参考来源: https://exoplanets.nasa.gov/news/1619/discovery-alert-high-school-student-finds-a-world-with-two-suns/

NASA的“行星猎人”发现了第一个地球大小的宜居地带

NASA的“行星猎人”发现了第一个地球大小的宜居地带

TOI 700系统的三颗行星围绕着一颗小而冷的M矮星运行。TOI 700d是TESS发现的第一个地球大小的宜居带。 影像来源:NASA’s Goddard Space Flight Center NASA的凌日系外行星勘测卫星(TESS)在其恒星的宜居带发现了第一颗地球大小的行星。宜居带是指在适宜的距离范围内,适宜液态水存在的星球。科学家们利用NASA的斯皮策太空望远镜确认了这一名为TOI 700d的发现,并模拟了这颗行星的潜在环境,以帮助未来的观测。 迄今为止,TOI 700 d是在恒星的宜居带中发现的仅有少数几个地球大小的行星之一。其他还包括TRAPPIST-1系统中的几颗行星以及NASA开普勒太空望远镜发现的其他行星。 “ TESS的设计和发射是专门为寻找围绕附近恒星运行的地球大小的行星而设计的,”位于华盛顿的NASA总部天体物理学部门主管Paul Hertz说。“在太空和地球上,用更大的望远镜追踪附近恒星周围的行星是最容易的。发现TOI 700 d是TESS的一项关键科学发现。斯皮策太空望远镜确认了这颗行星的大小和适居带的状态,对斯皮策来说是另一项胜利,因为它将于今年1月结束科学运作。” TESS的设计和发射是专门用来寻找地球大小的行星围绕附近的恒星运行。 NASA的凌日系外行星勘测卫星(TESS)在其恒星的宜居带发现了第一颗地球大小的行星。宜居带是指在适宜的距离范围内,适宜液态水存在的星球。科学家们利用NASA的斯皮策太空望远镜确认了这一名为TOI 700d的发现,并模拟了这颗行星的潜在环境,以帮助未来的观测。 影像来源:NASA’s Goddard Space Flight Center TESS每次对大片天空进行27天的监控,这些区域被称为扇区。从我们的角度来看,这种长时间的凝视使卫星能够跟踪由一颗绕轨道运行的行星在其恒星前方过境所引起的恒星亮度变化,这一事件被称为凌日。 TOI 700是一颗小而冷的M矮星,位于100光年之外天南星座之一的剑鱼座。它的质量和大小大约是太阳的40%,表面温度大约是太阳的一半。这颗恒星出现在任务第一年TESS观测到的13个扇区中的11个中,科学家们通过它的三个行星捕捉到了多次凌日现象。 这颗恒星最初在TESS数据库中被错误分类为与我们的太阳更相似,这意味着这些行星看起来比实际更大、更热。几名研究人员,包括和TESS团队成员一起工作的高中生奥尔顿·斯宾塞(Alton Spencer),发现了这个错误。 “当我们修正了这颗恒星的参数后,它的行星尺寸减小了,我们意识到最外层的行星与地球差不多大,而且位于宜居带。”芝加哥大学的研究生艾米丽·吉尔伯特(Emily Gilbert)说。“此外,在11个月的数据中,我们没有看到恒星产生耀斑,这增加了TOI 700d适宜居住的机会,并使其更容易建立其大气和表面条件的模型。” 吉尔伯特和其他研究人员在火奴鲁鲁举行的美国天文学会第235次会议上公布了他们的发现,三篇论文(吉尔伯特领导的其中一篇论文)已提交给科学期刊。 最里面的行星称为TOI 700b,几乎与地球大小一样,可能是岩石构成的。每10天完成一次轨道运行。中间的这颗行星,TOI 700c,比地球大2.6倍,大小介于地球和海王星之间,每16天绕轨道运行一次,很可能是一个以气体为主的星球。TOI 700d是太阳系中已知的最外层行星,也是唯一一颗位于宜居带的行星,体积比地球大20%,每37天绕轨道运行一次,并从其恒星接收太阳向地球提供的86%的能量。人们认为所有行星都被潮汐锁定在其恒星上,这意味着它们每绕一个轨道旋转一次,以使一侧在日光下不断沐浴。 马萨诸塞州剑桥市天体物理中心|哈佛和史密森尼中心的天文学家约瑟夫·罗德里格斯带领一组科学家,要求用斯皮策进行后续观测,以确认TOI 700d。 “考虑到这一发现的影响——这是TESS发现的第一颗地球大小的宜居带行星——我们真的希望我们对这个系统的理解尽可能具体。”罗德里格斯说。“斯皮策在我们预期的时间看到了TOI 700d的凌日。这是对任务传承的极大补充,它帮助确认了两颗TRAPPIST-1行星,并确定了另外五颗。” 斯皮策的数据增强了科学家们的信心,他们相信TOI 700d是一颗真正的行星,并将其轨道周期的测量值提高了56%,大小提高了38%。它还排除了其他可能导致凌日信号的天体物理学原因,比如在星系中存在一个更小、更暗的伴星。 罗德里格斯和他的同事们还利用全球拉斯坎布雷斯天文台网络中1米地面望远镜的后续观测,将科学家对TOI 700c的轨道周期和大小的信心分别提高了30%和36%。 由于TOI 700在附近很亮,而且没有恒星耀斑的迹象,该系统是目前地面天文台精确测量质量的首选。这些测量结果可以证实科学家的推测,即内行星和外行星都是由岩石构成的,而中间的行星是由气体构成的。 未来的任务可能能够确定这些行星是否有大气层,如果有的话甚至可以确定它们的组成。 尽管TOI 700 d的确切条件尚不清楚,但科学家可以利用当前信息(例如行星的大小和它所环绕的恒星的类型)来生成计算机模型并进行预测。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究人员对TOI 700 d的20种潜在环境进行了建模,以评估是否有任何版本会导致表面温度和压力适于居住。 他们的三维气候模型研究了各种表面类型和大气成分,这些类型和大气成分通常与科学家认为可能适合居住的星球有关。由于TOI 700d被潮汐锁定在它的恒星上,这颗行星的云结构和风模式可能与地球截然不同。 其中一个模拟包括一个海洋覆盖的TOI 700d,其大气密度高,以二氧化碳为主,与科学家们推测的火星年轻时的环境相似。模型大气在面向恒星的一侧有一层厚厚的云。另一个模型将TOI 700d描绘成一个无云的、全陆地版的现代地球,风从行星的夜侧吹来,汇聚在直接面向恒星的点上。 当星光穿过行星的大气层时,它会与二氧化碳和氮等分子相互作用,产生独特的信号,称为光谱线。由大学空间研究协会戈达德大学访问助理Gabrielle Engelmann-Suissa领导的建模团队为TOI 700 d的20个建模版本生成了模拟光谱。 “总有一天,当我们拥有来自TOI 700d的真实光谱时,我们可以回溯,将它们与最接近的模拟光谱匹配,然后将其与模型匹配,”Engelmann-Suissa说。“这很令人兴奋,因为不管我们对这个星球发现了什么,它都将与我们在地球上看到的完全不同。” TESS是NASA的天体物理学探测任务,由麻省理工学院(MIT)领导和运营,由NASA的戈达德太空飞行中心管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普·格鲁曼公司、位于加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心、马萨诸塞州剑桥的哈佛-史密森天体物理中心、麻省理工学院的林肯实验室、还有巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全世界有十多所大学、研究机构和天文台参与了这项任务。 位于加州帕萨迪纳的喷气推进实验室为位于华盛顿的NASA科学任务理事会管理斯皮策太空望远镜任务。科学运作是在帕萨迪纳加州理工学院的斯皮策科学中心进行的。太空行动基地设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁太空公司。数据存档于加州理工学院IPAC的红外科学档案。加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。 建模工作是由戈达德的塞勒斯系外环境合作项目资助的,该项目是一个多学科合作项目,汇集了专家来建立全面和复杂的计算机模型,以更好地分析当前和未来的系外行星观测。

TESS在宜居带发现了第一颗地球大小的行星

TESS在宜居带发现了第一颗地球大小的行星

In a galaxy 100 light-years away in the constellation Dorado sits a planetary system named TOI 700. It is home to TOI 700 d, the first Earth-size habitable-zone planet discovered by TESS, NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite. Image Credit: NASA/Goddard Space Flight Center 在离我们100光年的多拉多星系中,有一个名为TOI 700的行星系统。它是TOI 700d的家园,这是NASA凌日系外行星勘测卫星TESS发现的第一颗地球大小的适居带行星。 图片来源:NASA/Goddard Space Flight Center

一颗岩石系外行星表面的一瞥

一颗岩石系外行星表面的一瞥

Discovered in 2018 by NASA’s Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS) mission, planet LHS 3844b is located 48.6 light-years from Earth and has a radius 1.3 times that of Earth. It orbits a small, cool type of star called an M dwarf – especially noteworthy because, as the most common and long-lived type of star in the Milky Way galaxy, M dwarfs may host a high percentage of the total number of planets in the galaxy. An August 2019 study using data from NASA’s Spitzer Space Telescope provides a rare glimpse of conditions on the surface of a rocky planet orbiting a star beyond the Sun. The study, published in the journal Nature, shows that the planet’s surface may resemble those of Earth’s Moon or Mercury:…

本周NASA新闻 近地轨道迎来新成员

本周NASA新闻 近地轨道迎来新成员

Credit:NASA 近地轨道迎来新成员,欢迎登入空间站!更多的研究、物资和其他货物正被送往空间站;NASA的月球-火星探索再添新合作伙伴……最近新闻速递,尽在「本周NASA」! 9月25日,三名最新“乘客”到达了国际空间站,他们从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场升空,航行了大约6小时。NASA的杰西卡•梅厄(Jessica Meir)、俄罗斯航天局(Roscosmos)的61/62远征队员奥列格•斯克里波奇卡(Oleg Skripochka)和阿联酋的航天参与员哈扎•阿里•曼苏里(Hazzaa Ali Almansoori)受到了站内机组人员的热情欢迎。61/62远征队员将协助完成约250项无法在地球上进行的调查研究和技术演示,这些研究能为日常生活带来潜在的利益,并使未来的长期深空探索成为可能。 9月26日,一架无人驾驶货运飞船从日本种子岛航天中心(Tanegashima Space Center)驶向了空间站,为站内的工作人员送去了4吨以上的物资、备件和实验硬件。其中包括6个新的锂离子电池,用于替换站内两个电源通道中已老化的镍氢电池,将在今年晚些时候通过一系列机器操作和太空行走进行安装。 美国商务部长威尔伯•罗斯(Wilbur Ross)和澳大利亚总理斯科特•莫里森(Scott Morrison)出席了在NASA总部举行的仪式,仪式上NASA副局长吉姆•莫哈德(Jim Morhard)和澳大利亚航天局(Australian Space Agency)局长梅根•克拉克(Megan Clark)签署了一份联合声明,宣布澳大利亚将加入美国的月球-火星探索计划,包括阿尔忒弥斯月球项目(Artemis lunar program)。这份声明预示了澳大利亚在共同兴趣领域中的潜在贡献,例如机器人、自动化和远程优势管理,与目前澳大利亚在太空采矿中使用的技术相类似。这次的联合声明建立在一段特殊的两国太空合作历史之上,可一直追溯到阿波罗时代。 NASA已将其猎户座飞船(Orion)的生产和运营合同授予给了洛克希德•马丁公司(Lockheed Martin),支持多达12项阿尔忒弥斯任务的航天器生产线将启动,包括在2024年前将第一位女性和又一位男性人类送往月球。由NASA约翰逊航天中心(Johnson Space Center)负责管理的猎户座航天器生产,将专注于可重复使用,以及在月球表面建立可持续发展的探索。有关猎户座的更多信息请访问:nasa.gov/orion。 就在NASA的“黑洞周”(Black Hole Week)期间,凌星系外行星巡天卫星“苔丝”(TESS)和伽玛暴快速反应探测器“雨燕”(Swift)让我们目睹了一种极为罕见的恒星吞噬现象,即潮汐瓦解(tidal disruption),这种特殊现象是TESS于2019年1月首次发现的。当一颗恒星距离黑洞太近,就会由于黑洞极端的引力和强烈的潮汐力而分裂,变成气流和碎片流。天文学家认为,造成这种潮汐瓦解的超大质量黑洞(supermassive black)质量约为太阳的600万倍,并位于距我们大约3.75亿光年的星系中心。在银河系这种大小的星系中,每1万至10万年仅会发生一次潮汐瓦解。 NASA的国际空间App挑战赛现已开放注册,这项世界上最大的全球编程马拉松比赛将于10月18日至20日举行,目前已进入了第八个年头,向所有想利用NASA数据解决地球和太空实际问题的人开放。参赛者无需拥有任何科学或编程方面的教育或专业背景。更多详细信息请访问spaceappschallenge.org。 以上就是「本周 NASA」的全部内容!更多详细信息请访问 nasa.gov/twan。

一起宇宙惨案

一起宇宙惨案

Credit:NASA NASA的凌星系外行星巡天望远镜(TESS)首次观测到一起宇宙惨案,一颗黑洞撕裂了一颗恒星,称为潮汐瓦解事件(TDE),这起事件名为ASASSN-19bt。 NASA的尼尔·盖恩斯·斯威夫特天文台和其他设施将对此进行了后续观测,这是对恒星毁灭事件早期时刻迄今进行的最详细观察,研究论文发表在2019年9月27日的天体物理学杂志。 论文合作者Patrick Vallely称:“早期的TESS数据让我们能够看到离黑洞非常近的光,比我们之前看到的要近得多。”ASASSN-19bt的亮度上升非常平稳,这也有助于我们确定这是一起潮汐瓦解事件,而不是其他类型的爆发。 全天自动测量超新星(All Sky Automated Survey for SuperNovae,简写ASAS-SN)于1月29日发现了这一事件,ASAS-SN是一个由20个望远镜组成的全球网络,总部位于俄亥俄州立大学(OSU)。由于TESS当时观测到的是同一区域,且在1月21日首次观测到这一事件,但TESS每两周向地球传回一次数据,接收到的数据还需要在NASA艾姆斯研究中心进行处理,所以直到3月13日,TESS才有第一批潮汐瓦解事件的数据。 Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center 天文学学家们认为产生ASASSN-19bt事件的黑洞质量,大约是太阳质量的600万倍,这个黑洞坐落于星系2MASX J07001137-6602251的中心,位于飞鱼座方向,距离我们大约3.77亿光年,被摧毁的恒星质量与我们太阳相当。 潮汐瓦解事件极为罕见,在银河系大小的星系中,大约每1万至10万年间发生一次,相比之下超新星每100年左右发生一次,截止目前,天文学家总共观测到大约40次潮汐瓦解事件。 参见 [1]https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/nasa-s-tess-mission-spots-its-1st-star-shredding-black-hole [2]https://svs.gsfc.nasa.gov/13237

TESS上演“帽子戏法”:发现3颗大小特殊的系外行星

TESS上演“帽子戏法”:发现3颗大小特殊的系外行星

美国航空航天局(NASA)最新的行星猎手,凌星系外行星巡天卫星“苔丝”(Transiting Exoplanet Survey Satellite,TESS),发现了一个全新的三行星世界:其中一颗行星半径略大于地球,另外两颗的大小属于我们的太阳系中没有的行星类型,共同围绕邻近我们的一颗恒星运转。 太阳系内的行星个头要么大要么小,比如水星、金星、地球和火星属于小型岩质行星,木星、土星属于气态巨行星,终年寒冷的天王星和海王星则属于冰态巨行星。新发现的3颗行星填补了可观测的已知行星大小空白,有望成为未来多项研究的探索对象。 天文学家将这3颗行星所在的星系称为“苔丝”感兴趣的对象(TESS Object of Interest,TOI)270系统,主星TOI 270是一颗光芒较弱的低温星体,它还有一个更常见的系统目录命名:UCAC4 191-004642。这颗M型红矮星(M dwarf)比太阳的大小和质量都小了差不多40%,表面温度大约只有太阳的三分之二。整个行星系统位于南天星座绘架座(Pictor)之中,距离我们约73光年。 上面的信息图表显示了TOI 270系统的主要特征,该系统位于南天星座绘架座,距离我们大约73光年远。通过每颗行星运行时引起的恒星周期性亮度下降,NASA的凌星系外行星巡天卫星“苔丝”发现了这三颗新的行星。3个行星的信息小插图显示了各自的相关信息,包括它们的相对大小,以及它们与地球相比的情况,其中给出的行星温度是平衡温度,计算时未计入任何可能大气的温室效应。 图片来源:NASA戈达德航天飞行中心、斯科特•维辛格(Scott Wiessinger) “这个系统正是TESS最初设计时希望发现的对象:围绕一颗相对不那么活跃、缺乏剧烈恒星活动(如耀斑,flare)的主星运行的小型温带气候行星,”项目的首席研究员马克西米利安•金特(Maximilian Günther)说道,“这颗恒星很安静,距离我们非常近,因此看起来比同类系统的主星更明亮。通过更进一步的后续观察,我们很快就能确定这些行星的构成,弄清楚它们的外围是否存在大气层,以及大气中的气体成分等相关信息。”金特是位于剑桥市的麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)卡弗里天体物理与空间研究所(Kavli Institute for Astrophysics and Space Research)的博士后研究员。 对该系统的相关描述已经议论文的形式发表在了《自然•天文学》(Nature Astronomy)杂志上,可以在线查阅。 将TOI 270系统中的3个行星世界通过信息插图进行对比。TOI 270系统中3颗行星的温度是平衡温度,计算时不考虑任何可能大气的温室效应。 图片来源:NASA戈达德航空飞行中心 [rml_read_more] 系统中最内部的行星TOI 270b,很可能是一个岩质星球,大小比地球大四分之一左右。TOI 270b绕主星公转的周期为3.4天,离主星的距离大约比水星距离太阳要近13倍。研究团队对相似大小的系外行星进行了统计学分析,估算出TOI 270b的质量大约比地球大1.9倍。 由于TOI 270b非常靠近主星,这颗星球热得就像一个高温烤炉一样,平衡温度(equilibrium temperature,仅由行星从恒星那里接收到的能量计算而得,忽略了额外可能的大气温室效应)高达490华氏度(大约254摄氏度)。 另外两颗行星TOI 270 c和TOI 270 d的大小分别是地球的2.4倍和2.1倍,质量分别约为地球的7倍和5倍,绕主星公转的周期分别是5.7天和11.4天。虽然这两颗行星只有我们太阳系中海王星大小的一半,但和海王星的性质却非常相似,主要由气体构成,而不像TOI 270b一样布满岩石。 科学家估计,所有这3颗行星都被中心的恒星永恒地“锁住了”,也就是说它们每公转一圈时也恰好会自转一圈,面对着主星的永远是行星的同一面,就和月球绕地球运转的情况一样。 目前,对TOI 270 c和TOI 270 d最好的描述是“迷你海王星”,因为这两颗行星的大小在我们的太阳系中并没有比较好的对应行星。研究人员希望后续对TOI 270系统的深入研究能揭示这两颗迷你海王星形成的秘密,尤其是它们的邻居是一颗大小与地球相近的行星。 “关于这个系统,还有一件有趣的事,那就是其中的3颗行星跨越了已知行星大小的公认差距,”论文的共同作者、比利时列日大学(University of Liège)的博士后研究员弗兰•波苏埃洛斯(Fran Pozuelos)说道,“基于行星形成方式的相关原因,一颗行星的大小介于地球大小的1.5倍到2倍之间是非常少见的,但这个话题目前仍备受争议。TOI 270是一个很好的‘实验室’,让我们能对这种行星尺寸的极值进行研究,也将有助于我们更好地了解行星系统的形成与发展。” 金特的研究团队对系统中最外层的行星TOI 270 d尤为感兴趣,他们估算出的TOI 270 d行星平衡温度约为150华氏度(66摄氏度),也就是说它是系统中环境最为温和的行星世界,也因此是凌星行星(transiting planet)中非常少见的“稀罕物”。 “TOI 270在宇宙中处于完美的位置,让我们能用NASA将要发射的詹姆斯•韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope,预计于2021年3月发射)研究系统中的外层行星大气,”论文的共同作者、芝加哥大学(University of Chicago)的博士生阿迪娜•费恩斯坦(Adina Feinstein)说道,“韦伯望远镜将能对他进行超过半年的长期观测,让研究人员能对TOI 270 c和TOI 270 d的大气构成进行真正有意思的比较研究。” 图中所示,TOI 270系统的整体结构非常紧密,与我们太阳系中的木星与其卫星系统的整体尺寸最为接近。 图片来源:NASA戈达德航天飞行中心(上图适合手机横屏观看) 研究团队希望,进一步的深入研究或许可以揭示出现在已知的3颗行星之外的其他行星,如果TOI 270 d有一个岩质星核,却被稠密的大气包围覆盖了,那么它的表面温度就会过高,以至于液态水无法存在,而液态水则是生命宜居的关键因素。但是,后续的研究可能会发现新的岩质行星,距离主星更远因而表面温度更低,也就可能会有液态水的存在。 TESS是NASA天体物理学探索计划(Astrophysics Explorer)的任务之一,由位于马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院(MIT)主导研究,由NASA戈达德航天飞行中心(Goddard Space Flight Center)管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普•格鲁曼公司(Northrop Grumman)、NASA位于加州硅谷的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)、马萨诸塞州剑桥市的哈佛 – 史密森天体物理学中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)、麻省理工学院林肯实验室(Lincoln Laboratory),以及位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute)。全世界有十几所大学、研究所和观察站参与了这项任务。 参考: [1]https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/nasa-s-tess-mission-scores-hat-trick-with-3-new-worlds [2]https://www.nature.com/articles/s41550-019-0845-5

这颗比地球稍小的系外行星,能为我们找到宇宙其它的生命存在吗?

这颗比地球稍小的系外行星,能为我们找到宇宙其它的生命存在吗?

NASA的凌星系外行星巡天望远镜(TESS)在L98-59系统中发现了三颗行星,上图显示了与地球和火星相比这三颗行星的大小,从左往右半径依次增大。 图片来源:NASA戈达德航天飞行中心 美国航空航天局(NASA)的凌星系外行星巡天望远镜(Transiting Exoplanet Survey Satellite,TESS)发现了一颗新的行星,大小介于火星和地球之间,绕着附近的一颗明亮、温度较低的恒星运转。这颗被称作L 98-59b的星球,标志着迄今为止TESS所发现的最小的行星。 除了L 98-59b,绕同一颗恒星运行的还有另外两颗行星。虽然这三个行星的尺寸现在都已经确定了,我们还需要用其他望远镜来进行更深入的研究,以确定这三颗行星是否具有大气层;如果有,则需要确定具体有哪些气体存在。L 98-59系统的发现,让已知小型系外行星(exoplanet,即太阳系以外的行星)的数量变为原来的两倍,这一类系外行星具有极佳的后续深入研究潜质。 “对TESS来说,这项最新的发现是一项工程上和科学上伟大的成就,” 天体物理学家韦塞林•科斯托夫(Veselin Kostov)说,“要研究小行星的大气层,需要有一个围绕明亮恒星的短轨道,但这样的行星很难被发现。L 98-59系统具有令人着迷的未来研究潜力。”科斯托夫来自NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德航天飞行中心(Goddard Space Flight Center)和加利福尼亚州山景城的地外文明探索(Search for Extraterrestrial Intelligence,SETI)研究所。 由科斯托夫作为主要作者的一篇相关论文,已于6月27日发表在《天文学杂志》(The Astronomical Journal)上,现已在网站上线。 NASA的凌星系外行星巡天望远镜(TESS)发现了一颗名为L 98-59b的系外行星,是迄今为止TESS所发现的系外行星中最小的一个,也是围绕附近一颗明亮恒星L 98-59的三个行星的其中一个。如本视频中的插图所示,云层占据着“金星带”(Venus zone),该区域是L 98-59系统中恒星表面向外的一片空间,其中的行星可能具有与金星类似的大气。系统中最外侧的行星也可能具有类似海王星的大气层。 视频来源:NASA戈达德航天飞行中心 [rml_read_more] L 98-59b的大小约为地球的80%,比TESS先前发现的最小记录保持者还要小大约10%。它的主星L 98-59是一颗M型红矮星(M dwarf),质量大约是太阳的三分之一,位于南方星座飞鱼座(Volans)之中,距离我们约35光年。虽然L 98-59b打破了TESS的最小系外行星观测记录,但在NASA开普勒卫星(Kepler satellite)收集的数据中,发现了几颗更小的行星,包括开普勒-37b(Kepler-37b),只比月球大了20%。 L 98-59系统中的另外两颗行星,L 98-59c和L 98-59d,大小分别是地球的1.4倍和1.6倍。TESS能顺利发现这三颗行星,都是由于每颗行星在TESS和它们的主星前面经过时,主星的亮度会周期性地下降。 每27天,TESS就会对一个24度×96度的天空区域(被称为“扇区”,sector)进行了监测,到今年7月,TESS将完成它第一年的观测,届时,南部天空将由13个扇区构成,而L 98-59系统将出现在其中的7个扇区里。科斯托夫的团队希望,TESS第一年的完整观测能让科学家完善已知的这三颗行星,并探寻更多未知的世界。 “如果在一个系统中,有不止一颗行星围绕恒星运行,它们就会在引力上相互作用,”来自戈达德航天飞行中心和马里兰大学帕克分校(University of Maryland, College Park)的天体物理学家乔纳森•布兰德(Jonathan Brande)说,“TESS将在数量足够多的扇区中观测到L 98-59,因此它或许能够探测到轨道运行周期在100天左右的行星。如果幸运之神对我们极其青睐,我们可能还会观察到未被发现的行星对目前已知行星的引力效应。”布兰德同时也是该论文的共同作者。 NASA最新的行星猎人,凌星系外行星巡天望远镜(TESS),对天空中的每个扇区都会监测一整个月,在行星从主星面前经过(成为“凌星”,transit,太阳系中的凌星即凌日)时,观察恒星光线强度的下降。TESS将分别绘制南部天空和北部天空的13个扇区,共26个。 视频来源:NASA戈达德航天飞行中心 像L 98-59这样的M型红矮星,占据着我们银河系所有恒星的四分之三,但这些恒星的质量还不到太阳的一半,也比太阳“凉爽”得多,表面温度还不到太阳的70%。其他著名的M型红矮星还有TRAPPIST-1,围绕它运行的有7个与地球大小相近的行星;以及我们最近的恒星邻居Proxima Centauri,它拥有一颗确认的行星。这些体积小、温度低的恒星在银河系中如此常见,因此科学家希望能了解更多以它们为中心形成的行星系统。 L 98-59b是这个行星系统中最靠里的那一颗,每2.25天就绕主星运行一周,它与系统中心的恒星距离如此之近,以至于它接收的来自主星的能量是地球从太阳所获得能量的22倍。 来源:NASA 三颗行星中间的那颗,L 98-59c,每3.7天公转一周,其接收的能量辐射约为地球的11倍。L 98-59d是迄今为止在该系统中已知的最外层的行星,每7.5天公转一周,沐浴在大约4倍于地球的辐射能量之中。 来源:NASA 这三颗行星没有一个是位于恒星的“宜居带”(habitable zone)内的,所谓恒星的“宜居带”,指的是在距离恒星的该范围内,行星表面可能存在液态水。然而,所有这三颗行星都落在了被科学家称为“金星带”(Venus zone)的范围内,“金星带”也是一个距离恒星的位置范围,在这个距离范围内,具有类似早期地球大气层的行星可能会经历迅速甚至失控的温室效应过程,从而转变为拥有与金星类似的大气层。从最外层第三颗行星的大小判断,它可能是与金星相似的岩石世界;也可能更像海王星,拥有一个小小的岩石内核,包裹在厚厚的大气层之下。 TESS的目标之一,就是建立一个小型岩石行星的目录,特别的是,这些行星公转轨道离主星很近,围绕的主星非常明亮;NASA即将发射的詹姆斯•韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope)会利用这样一个目录进行行星大气研究。TRAPPIST-1系统中有四颗行星已经成为了首要候选者,科斯托夫的团队认为L 98-59系统中的行星也会被记入其中。 TESS任务将满足我们的两个愿望:理解我们来自何处,以及在宇宙中我们是否是生命唯一的存在。 “如果我们身处L 98-59系统之中,当我们观测太阳的时候,地球和金星的凌日现象会让我们认为这两颗行星几乎完全相同,但我们知道事实并非如此,”戈达德航天飞行中心的天体物理学家约书亚•施利德(Joshua Schlieder)说道,“为什么地球变得适合居住而金星没有,关于这个问题我们仍然有很多没弄清楚的地方。如果我们能够在其他星系中找到类似的例子,比如L 98-59,并对其进行研究,我们或许就能解开其中一些秘密。” 施利德也是论文的作者之一。 TESS是NASA天体物理学探索者计划(Astrophysics Explorer)中的一项任务,由位于马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院(MIT)领导和运行,由NASA戈达德航天飞行中心管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯洛普•格鲁门公司(Northrop Grumman)、NASA位于加州硅谷的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)、位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛 – 史密森天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)、麻省理工学院林肯实验室(Lincoln Laboratory),以及位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute),来自全世界的十几所大学、研究所和观察站参与了这项任务。 参考: https://exoplanets.nasa.gov/news/1587/tess-finds-its-smallest-planet-yet/