研究人员宣布迄今为止发现的最小的系外行星

我们发现的大多数系外行星都是通过开普勒任务或凌日系外行星调查卫星 (TESS) 等大型调查确定的。虽然这些项目非常擅长发现拥有行星的恒星，但它们大多只是告诉我们行星就在那里。了解系外太阳系及其行星需要多次后续观测——以及随之而来的望远镜时间。在这里，调查的惊人成功给了我们更多的观察，而不是我们可以方便地获得。但正如本周发布的一项研究表明的那样，后续行动可以提供关键信息。在其中，研究人员描述了对 TESS 发现的三行星系统的观察结果。通过额外的观察，研究人员发现 TESS 可能还看不到另外两颗行星，而它发现的一颗是迄今为止所描述的质量最小的系外行星。该系统被称为 L 98-59，它具有几个特性，使其成为后续观测的绝佳候选者。加分项是它相当接近，至少在银河系方面，距离地球仅约 35 光年。它也位于詹姆斯韦伯太空望远镜的视野范围内，如果该任务成功进入其运行轨道，它将花费大量时间。这意味着获得足够的图像来研究系统行星的大气将相对方便。苔丝通过观察行星在其宿主恒星和地球之间经过时发生的光线下降来发现行星。因此，其他人跟随这项研究进行了使用径向速度测量的观测，这些观测观察了由于行星的引力将其拉向不同方向而发生的恒星光的变化。径向速度可以为我们提供行星的可能质量；结合 TESS 提供的行星大小，这可以告诉我们它的密度，从而提供有关其组成的提示。不幸的是，没有足够的望远镜时间来缩小不确定性。这篇新论文介绍了许多额外的观测，这些观测是使用连接到智利欧洲南方天文台甚大望远镜的仪器完成的。分析此类数据的标准方法是识别由行星引起的最强周期性信号并将其从数据中删除，然后继续这样做，直到用完具有统计意义的信号。有趣的是，当这个分析到了 TESS 识别出的三颗行星被移除的地步时，仍然有信号存在。这些信号表明明显存在第四颗行星，并且可能存在第五颗（具有四颗和五颗行星的模型与数据同样一致）。要检查的一件显而易见的事情是看看其他行星是否明显，但它们的信号没有被识别。为了检查这一点，研究人员依赖于称为（我不是编造的）Bad-Ass Transit Model cAlculatioN 或 BATMAN 的软件。但在过境数据中，行星并不存在。

这不是什么大问题。凌日依赖于外太阳系的仔细对齐，其中行星在与地球相交的平面上运行。如果不是每颗行星都精确地在这个平面内运行，它们可能不会从地球的角度凌日。尽管如此，这意味着我们需要额外的数据或仔细分析来寻找行星之间的引力相互作用，这会影响它们的凌日时间。如果第五颗行星存在，它的质量大约是地球的两倍半，所以它很可能是一颗岩石行星。它也将位于 L 98-59 宜居带的中间，在那里液态水可能存在于行星表面。然而，由于 L 98-59 是一颗小而昏暗的恒星，宜居带非常近，这颗行星只需要 23 天就可以完成轨道运行。因为径向速度检测告诉我们行星的质量，而观察行星凌日可以告诉我们它的大小，所以我们现在知道这两种方法检测到的三颗行星的密度。两个的密度略低于地球，这表明它们在结构上相似，除了具有较小的铁核。相比之下，第三个只有地球密度的一半左右，这表明它可能有多达 30% 的水——一个海洋世界。另一个惊人的发现是其中一颗类地行星的质量。它不到地球的一半，使这颗行星的质量大大超过水星和火星，但不到金星的一半。因此，它是迄今为止发现的最小的已确认系外行星。基于太阳系，我们预计会有很多这样大小或更小的行星，所以我们终于探测到它们是令人鼓舞的。在这一点上，我们还没有研究过成千上万的行星候选者。很多类似的惊喜可能正在等着我们。与此同时，像 TESS 这样的调查将继续添加到我们需要更仔细检查的对象列表中。