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上天不到半年就實現科學產出
——TESS首次發現系外行星
編譯：徐鵬暉
校對：艾宇熙
圖一：藝術家對於TESS在太空中的想象圖
圖源：NASA戈達德太空飛行中心
近日，NASA最新的系外行星探索計劃發現了該計劃運行以來的第一顆系外行星，而且這顆行星正在被它的恆星蒸發。
系外行星凌星探測衛星(TESS)於今年4月18日搭乘SpaceX公司的獵鷹9號運載火箭進入地球軌道。這架空間望遠鏡的主要觀測目標為太陽周邊的數萬顆恆星，重點捕捉對象是存在因行星凌星導致的恆星光變曲線凹陷現象的恆星，導致這種現象的行星甚至有可能只有地球大小。
圖二：研究所用的山案座π光變曲線
圖源：arXiv.org預印本網站論文《TESS DISCOVERY OF A TRANSITING SUPER-EARTH IN THE Π MENSAE SYSTEM》文中fig.2
此次根據TESS的數據新發現的系外行星在山案座π(HD 39091)附近，距離地球約59.5光年。山案座π是一顆黃矮星，和太陽同屬一個類型。它也是已知的存在凌星系外行星的恆星中第二亮的。
之前的研究中，科學家們已經在山案座π附近發現了一顆氣態巨行星，這顆行星大概有10倍於木星的大小。這顆系外行星被命名為山案座πb，它有著一個高偏心率的橢圓軌道，可以運行到距離它的母恆星3AU的地方（AU：天文單位，長度為日地之間的平均距離）。
圖三：山案座πb想象圖
圖源：使用space engine製作，作者徐鵬暉
現在科學家們發現了山案座π的一顆新行星，它的直徑約為地球的2.14倍，質量約為地球的4.82倍。這顆行星被稱為山案座πc，軌道半徑大約為0.07AU，比水星離太陽的距離還要近約5倍。（space.com原文為50倍，經編譯本人核算實際為5.57倍左右，故做此修改）
山案座πc屬“超級地球”類型的行星，這類行星就像是地球的放大版，大小比地球略大，質量在地球的2-10倍之間。
圖四：已知外行星的質量分佈圖，可以看出山案座πc很有可能主要成分都是水
圖源：arXiv.org預印本網站論文《TESS DISCOVERY OF A TRANSITING SUPER-EARTH IN THE Π MENSAE SYSTEM》文中fig.4
山案座πc的密度表明它有可能是一顆“幾乎完全由水構成的行星“，該說法來自麻省理工的該論文主要作者Chelsea Huang。然而，“這顆行星同時可能有一顆巖質內核和一個由氫氣和氦氣構成的大氣，但這顆行星可能由於它的母恆星的強烈輻射轟擊正在蒸發”。
科學家們將對山案座π的這兩顆奇特行星進行更多研究。山案座πb的高偏心率橢圓軌道與木星的近圓軌道形成鮮明對比。這個情況暗示著此行星系統形成早期可能發生了某些事件，導致這顆行星的軌道被抬升到如今的樣子。”如果是這樣的話，那這個行星系統的內部是如何保存下來的呢？這個問題還要更多研究，解決這個問題將會幫助我們理解行星形成的過程。“Huang說。
圖五：山案座πb軌道動圖
圖源：使用space engine製作，作者徐鵬暉
TESS將從開普勒太空望遠鏡手中接過接力棒。開普勒太空望遠鏡也使用凌星手段尋找系外行星，目前已知的3800餘顆系外行星有約70%都是開普勒太空望遠鏡發現的。TESS項目組的成員介紹說，如果一切按計劃進行，TESS對系外行星的探索將超過開普勒太空望遠鏡。
科學家們於9月16日在《天體物理學通訊快報》雜誌上投稿了這篇論文，公佈了一些研究細節，這篇論文可以在預印本網站arXiv.org上查看。
最後附上本文space.com原文網址：
https://www.space.com/41882-nasa-tess-first-exoplanet-evaporating-super-earth.html
以及arXiv.org預印本網站論文《TESS DISCOVERY OF A TRANSITING SUPER-EARTH IN THE Π MENSAE SYSTEM》頁面：
https://arxiv.org/abs/1809.05967
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編排：王璞
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山案座π的想象圖
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