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上天不到半年就实现科学产出
——TESS首次发现系外行星
编译：徐鹏晖
校对：艾宇熙
图一：艺术家对于TESS在太空中的想象图
图源：NASA戈达德太空飞行中心
近日，NASA最新的系外行星探索计划发现了该计划运行以来的第一颗系外行星，而且这颗行星正在被它的恒星蒸发。
系外行星凌星探测卫星(TESS)于今年4月18日搭乘SpaceX公司的猎鹰9号运载火箭进入地球轨道。这架空间望远镜的主要观测目标为太阳周边的数万颗恒星，重点捕捉对象是存在因行星凌星导致的恒星光变曲线凹陷现象的恒星，导致这种现象的行星甚至有可能只有地球大小。
图二：研究所用的山案座π光变曲线
图源：arXiv.org预印本网站论文《TESS DISCOVERY OF A TRANSITING SUPER-EARTH IN THE Π MENSAE SYSTEM》文中fig.2
此次根据TESS的数据新发现的系外行星在山案座π(HD 39091)附近，距离地球约59.5光年。山案座π是一颗黄矮星，和太阳同属一个类型。它也是已知的存在凌星系外行星的恒星中第二亮的。
之前的研究中，科学家们已经在山案座π附近发现了一颗气态巨行星，这颗行星大概有10倍于木星的大小。这颗系外行星被命名为山案座πb，它有着一个高偏心率的椭圆轨道，可以运行到距离它的母恒星3AU的地方（AU：天文单位，长度为日地之间的平均距离）。
图三：山案座πb想象图
图源：使用space engine制作，作者徐鹏晖
现在科学家们发现了山案座π的一颗新行星，它的直径约为地球的2.14倍，质量约为地球的4.82倍。这颗行星被称为山案座πc，轨道半径大约为0.07AU，比水星离太阳的距离还要近约5倍。（space.com原文为50倍，经编译本人核算实际为5.57倍左右，故做此修改）
山案座πc属“超级地球”类型的行星，这类行星就像是地球的放大版，大小比地球略大，质量在地球的2-10倍之间。
图四：已知外行星的质量分布图，可以看出山案座πc很有可能主要成分都是水
图源：arXiv.org预印本网站论文《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颗“几乎完全由水构成的行星“，该说法来自麻省理工的该论文主要作者Chelsea Huang。然而，“这颗行星同时可能有一颗岩质内核和一个由氢气和氦气构成的大气，但这颗行星可能由于它的母恒星的强烈辐射轰击正在蒸发”。
科学家们将对山案座π的这两颗奇特行星进行更多研究。山案座πb的高偏心率椭圆轨道与木星的近圆轨道形成鲜明对比。这个情况暗示着此行星系统形成早期可能发生了某些事件，导致这颗行星的轨道被抬升到如今的样子。”如果是这样的话，那这个行星系统的内部是如何保存下来的呢？这个问题还要更多研究，解决这个问题将会帮助我们理解行星形成的过程。“Huang说。
图五：山案座πb轨道动图
图源：使用space engine制作，作者徐鹏晖
TESS将从开普勒太空望远镜手中接过接力棒。开普勒太空望远镜也使用凌星手段寻找系外行星，目前已知的3800余颗系外行星有约70%都是开普勒太空望远镜发现的。TESS项目组的成员介绍说，如果一切按计划进行，TESS对系外行星的探索将超过开普勒太空望远镜。
科学家们于9月16日在《天体物理学通讯快报》杂志上投稿了这篇论文，公布了一些研究细节，这篇论文可以在预印本网站arXiv.org上查看。
最后附上本文space.com原文网址：
https://www.space.com/41882-nasa-tess-first-exoplanet-evaporating-super-earth.html
以及arXiv.org预印本网站论文《TESS DISCOVERY OF A TRANSITING SUPER-EARTH IN THE Π MENSAE SYSTEM》页面：
https://arxiv.org/abs/1809.05967
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编排：王璞
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山案座π的想象图
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