科学家捕捉恒星微弱信号发现潜在系外行星

天文online
03-15 22:28 来自北京

恒星微弱信号揭示大量潜在系外行星

一项新研究表明,磁场活动较弱的恒星更可能拥有系外行星系统,从而使搜寻这类天体的过程更具针对性。

TRAPPIST1系外行星示意图。天文学家提出了一种新方法,有望快速发现数百颗新的系外行星。 (图片来源:NASAJPLCaltech)

科学家发现了一种可能的捷径,用于识别携带行星的恒星。该方法基于星光中的特定信号,根据一项新研究,有望使搜寻系外行星变得更加容易。

该团队已利用其新方法发现了约六颗此前未被发现的系外行星——但由于其中大多数行星距离其恒星非常近,研究作者认为它们很可能不具备宜居性。

许多已知的6000多颗系外行星都位于其宿主恒星非常近的轨道上。这种近距离往往对这些靠近恒星的行星不利,它们的表面会受到恒星强烈辐射的冲击,形成类似彗星的碎屑尾迹。这包括像K222b这样的系外行星,它在2025年由詹姆斯韦布空间望远镜进行了分析。这些碎屑通常会在数百万年的时间里,作为云状物环绕在行星的宿主恒星周围。

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但这种杂讯可能有助于天文学家定位那些拥有尚未发现的系外行星的恒星,这些行星距离其宿主恒星较近。这是因为主要由多种气体组成的碎片会吸收其母恒星在特定可见光频率下的部分光线。

这种吸收可能使恒星看起来在磁活动上人为地减弱,欧洲空间局位于马德里的欧洲空间天文中心的研究员、该研究的主要作者马修斯坦丁通过电子邮件告诉《生活科学》。换句话说,磁活动较弱的恒星可能是搜寻正在瓦解的近距离系外行星的良好目标。

如果这一假设得到证实,行星搜寻任务将更具针对性。

靠近其母恒星的系外行星(例如图示中的开普勒1520b)会因强烈辐射和潮汐作用而逐渐瓦解,形成环绕恒星的尘埃云。这些尘埃云会吸收恒星光谱中特定波长的光,导致地球观测到的光谱中相应波长处出现吸收特征。通过搜寻具有此类光谱特征的恒星,科学家得以高效地识别出这类正在解体的系外行星。(图片版权:NASAJPLCaltech)

来自恒星的信号

为验证这一想法,斯坦丁博士与一支国际研究团队首先在弥散物质行星项目(DMPP)中甄选出一组共24颗表面磁活动水平较低的恒星,其中包括若干颗此前由DMPP开展过分析的恒星。随后,研究人员利用位于智利的欧洲南方天文台望远镜,获取了这批恒星在可见光波段的光谱数据——即对应人眼可感知电磁波长范围的光强分布曲线。

他们对每颗恒星至少观测了10次,观测时间最长可达两周。如果一颗恒星拥有一颗或多颗行星,行星的引力拖曳作用将导致该恒星发生轻微摆动,这种摆动可在其光谱中被探测到。(这种搜寻系外行星的方法称为视向速度法。)

接下来,研究团队采用计算算法分析光变曲线的变化,以判断每个恒星系统中是否存在多达四颗行星。该分析还帮助研究人员评估了此次巡天观测的探测灵敏度,并统计了低磁活动水平恒星周围近轨道行星的普遍程度。

发表于《皇家天文学会月刊》的这项研究结果显示,14颗恒星共拥有24颗系外行星,其中包括在其中5个恒星系统中新发现的7颗行星。

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该团队还计算出,他们在所选恒星周围发现系外行星的频率,比其他径向速度巡天观测结果高出约八至十倍。这一出现率支持了如下假说:那些表现为磁活动较弱的恒星,更可能拥有轨道靠近宿主恒星、并受到强烈辐射的系外行星。

此外,研究人员发现该调查非常全面,几乎识别出所有质量超过地球10倍且绕其母恒星公转周期不超过5天的系外行星。

该团队还将研究结果外推至太阳系周边区域,筛选出距离太阳系约1600光年以内的约16000颗恒星。(

斯坦丁对该技术的潜力持谨慎乐观态度。如果在更大样本中得到验证,这种方法有望提高系外行星搜寻的效率,他表示。

该团队计划继续扩大样本规模,并持续监测径向速度数据以搜寻行星迹象。

Standing,M。R。、Barnes,J。R。、Haswell,C。A。、Stevenson,A。T。、Faria,J。P。、Quintin,E。、Ross,Z。O。B。、Fossati,L。、Jenkins,J。S。、Alves,D。和Staab,D。(2026)《弥散物质行星项目样本——探测极限、出现率及新行星》,《皇家天文学会月刊》,stag370。doi。org10。1093mnrasstag370

BY: Abha Jain

FY: AI

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