20200107 NASA TESS 任務發現其第一個由兩顆恆星組成的世界(TOI 1338)

2020/01/09 187 天文探索 , 系外行星 , 太空望遠鏡 , , ,

2019年,沃爾夫·庫基爾(Wolf Cukier)在紐約斯卡斯代爾高中(Scarsdale High School)畢業後,他加入了位於馬里蘭州格林貝爾特的 NASA 戈達德太空飛行中心(NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt),並擔任暑期實習生。他的工作是研究由 NASA 凌日系外行星巡天衛星(TESS)捕獲的恆星亮度變化,並上傳到 Planet Hunters TESS 公眾科學專案。

庫基爾說:「我正在查看由志工標記為聯星的所有數據,該系統中,兩顆恆星彼此繞圈,從我們的角度來看,每個軌道彼此相食」「進入實習期大約三天,我看到了一個名為 TOI 1338 系統發出的訊號。起初,我認為這是一次星蝕(Stellar eclipse),但時機不對。原來是行星。」


TOI 1338 系統的想像圖,TOI 1338 b 被其寄主恆星映襯。TESS 僅檢測到較大恆星前的過境。(圖片來源:NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith


▲ 影片欣賞《TESS Satellite Discovered Its 1st World Orbiting 2 Stars》,研究人員利用來自 NASA 凌日系外行星巡天衛星(TESS)的數據,發現了該任務的第一顆環聯星運轉行星(Circumbinary planet),即一個由行星環繞兩顆恆星的世界。該行星名為 TOI 1338 b,大約比地球大 6.9 倍,或者說其介於海王星和土星的大小。它位於一個 1300 光年遠的系統中,其位於繪架座(Pictor)中。當恆星伴星在我們的視平面內相互繞圈時,即為一個聯星。一顆比我們的太陽重約 10%,而另一顆則更冷、更暗,只有太陽質量的三分之一。TOI 1338 b 的過境時間不規則,每 93 天至 95 天不等,並且由於其恆星的軌道運動,其深度和持續時間各不相同。TESS 只看到過境較大恆星的過境,較小恆星的過境太微弱,無法檢測到。它的軌道至少在未來一千萬年內是穩定的。但是,與我們的軌道角度發生了很大的變化,以至於 2023 年 11 月以後,該行星的過境將無法觀測,並在 8 年後恢復。(來源:NASA's Goddard Space Flight Center


▲ 影片欣賞《TESS任務發現它的第一顆環雙星系外行星》(翻譯字幕由「臺北天文館」提供)

TOI 1338 b 是 TESS 的第一顆發現的環聯星運轉行星,這是一顆行星環繞兩顆恆星的世界。1 月 6 日星期一,在檀香山舉行的第 235 屆美國天文學會會議上,專家討論了這項發現。庫奇爾(Cukier)與戈達德大學、聖地亞哥州立大學、芝加哥大學及其他機構的科學家合著的一篇論文已提交給科學期刊。

TESS 擁有四台攝影機,每台攝影機 30 分鐘拍攝一次全幅影像,持續 27 天。科學家利用這些觀察結果生成恆星亮度隨時間變化的圖形。從我們的角度來看,當一顆行星越過恆星前方時,即稱為過境的事件,其通過會導致恆星亮度明顯下降。但是,繞著兩顆恆星運行的行星比繞著一顆恆星運行的行星更難檢測。

NASA 的克卜勒(Kepler)和 K2 任務在此前 10 個系統中發現了 12 個環聯星運轉行星,都類似於 TOI 1338 b。科斯托夫(Kostov)說:「對聯星系統的觀測偏向於尋找更大的行星」。較小物體的過境對恆星的亮度影響不大。預計 TESS 在最初的兩年任務中將觀測到成千上萬的聯星,因此更多的環聯星運轉行星將會被發現。

✎ 參考資料 · References

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