天体物理学家发表开普勒巨行星搜索，帮助“找出在哪里找到生命” _行星

天体物理学家发表开普勒巨行星搜索，帮助“找出在哪里找到生命” 。信用:Pixabay/CC0公共领域
据圣母大学（迪安娜·科莫·费雷尔）：由圣母大学物理和天文学系助理教授劳伦·韦斯(Lauren Weiss)领导的一个天体物理学家团队，创建了有史以来第一个类似地球的小行星和类似木星的兄弟姐妹(共享同一颗恒星的行星)的目录——这是在我们宇宙的其他地方寻找生命的关键组成部分。
即将在《天体物理学杂志》上发表的开普勒巨行星搜索花了十年时间才完成。
“这个目录是此类目录中的第一个，也是探索行星系统多样性的前所未有的机会，这些行星系统与太阳系类似，但不完全是太阳系，它给了我们一个重写行星如何形成的故事的机会，”韦斯说。
“在过去的十年里，我一直试图回答的科学问题是:在其他像地球一样的小行星中，哪些有木星的兄弟姐妹？因为如果我们想知道在哪里可以找到生命，这可能是一个重要的特征。”
过去几年的研究已经指出木星是地球上存在生命的原因之一。在太阳系的形成过程中，木星向地球目前的位置抛掷岩石和冰碎片以及胚胎行星。木星今天仍然向地球方向投掷碎片。这些碎片可能完好无损地将水带到了我们的星球，创造了海洋，后来孕育了生命。
根据从夏威夷威美亚的莫纳克亚山上的W. M .凯克天文台收集的数据，韦斯和他的合作者记录了63颗像我们太阳一样的恒星的近3000个径向速度，这些恒星拥有157颗已知的小行星。这157颗小行星的大小从火星到海王星不等，其中一些行星的岩石表面可能适合生命存在。在研究过程中，该团队发现了13颗类似木星的行星，8颗接近海王星大小的行星，以及3颗伴星。
也许与直觉相反，我们太阳系以外的大型、充满气体的巨行星很难找到，因为一些常见的探测方法不起作用。开普勒太空望远镜(Kepler space telescope)在9年后于2018年耗尽燃料后退役，一直是科学家寻找靠近其恒星运行的小型系外行星的绝佳工具。它使用了凌日法，这种方法测量伴星亮度的微小下降，以表明行星绕其恒星运行时的存在。
然而，对于天文学家来说，气态巨行星通常离它们的恒星远得多，不会以任何实际的规律从它们面前穿过。例如，木星绕太阳一周需要12年。此外，与靠近恒星的行星不同，从地球上看，遥远的行星通常有轻微倾斜的轨道，使得亮度下降不太明显。
Weiss和他的合作者使用了径向速度法，这种方法使用了多普勒光谱学。该团队测量了一颗恒星的“摆动”，因为基于一颗大型轨道行星的重力牵引，波动似乎稍微靠近和远离地球。
“木星很大，它们对我们可以测量的恒星有很大的引力。如果我们随着时间的推移进行多次测量，我们就能找到它们，这正是我要做的，”韦斯说。对于样本中的每一颗恒星，她和合作者观察了恒星光波的多普勒频移，最少持续10个晚上，在某些情况下长达数百个晚上。
“这取决于恒星，”她说，并补充说，“观察”恒星不是通过望远镜直接观察完成的。天文学家从世界各地的远程观测站控制凯克望远镜，包括圣母院。
虽然维斯对类木星行星的发现感到兴奋，但地球和类木星行星系统的目录将在未来几年帮助天文学家。例如，这篇论文是开普勒巨行星搜索的主要论文，也是未来论文的基础。有些将描述在行星系统中观察到的建筑模式，行星的探测效率，以及巨型和小型凌日行星的联合出现。
“可能最让我兴奋的事情是重温这个地球如何形成的故事， ”韦斯说。“现在我们有了更多关于其他种类的行星系统的信息，我们正在寻找模式，寻找新的发现，这些可能性真的让我兴奋。”