开普勒 NASA发现距离最近的“另一个地球”条件如何怎么才能到达

关于宜居行星已经不是第一次发现了,后期专业搜索行星的开普勒望远镜发现的宜居行星都多的不要不要的,比如曾经热乎了好一阵子的超级地球:开普勒452b,很可惜它在距离1400光年以外,但此次发现的TOI 700 d行星却不一样,距离地球只有100光年,这使得各位暗淡下去的眼神有一次闪亮起来!

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100光年外的TOI 700 d行星
这是2018年4月18日发射的凌日系外行星巡天望远镜的有一个杰作,TESS是它英文的缩写,此前它已经发现了不少行星,但距离如此之近(距离只有 101.4光年),和地球如此相似的行星还是相当罕见的,我们简单来了解下TOI-700 d!

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多行星系统的TOI-700星系
TOI-700 d半径大约是地球的1.19倍,质量大约是地球的1.72倍,位于母星TOI-700的宜居带上,大约37.42天环绕母星一周,简单的说TOI-700 d上的一年大概只有地球一个多月,当然这并没有什么关系,因为公转周期和距离并不是一颗行星是否在宜居带的关键指标,跟这个相关的是它的母星是一颗怎样的行星!

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TOI-700是一颗红矮星,质量和半径都只有太阳的40%,这个数据有些诡异,但当前给出数据只有这些,直径和半径都大大小于太阳,这决定了它的表面温度远比太阳低,大约只有3000K,该恒星活动程度比较低,这是一个非常重要的参数,等下我们再继续详细分析!
肯定不是直接搜索发现的,我们从TESS名字缩写就可以看出,它主要利用凌日法来搜索系外行星!现代望远镜搜索系外行星有两种方式,一种是凌日法,另一种多普勒法!如果是广域搜索,那么必定是凌日法,因为多普勒需要详细分析多普勒频移光谱,这个工作量非常大,选定目标后可以这样操作,但普查明显不合适!我们两个都来介绍一下:

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凌日法搜索行星
凌日法搜索比较简单,即TESS对一个天区分割成多块进行成像,一个周期轮流下来,然后和之前的照片中恒星亮度对比,如果发现恒星亮度有下降,那么可能是一颗行星挡在了TESS和那颗恒星中间,TESS将会重点关照这些恒星,得到确切的信息后,根据恒星的光谱与距离,以及亮度下降的指标计算出行星的直径,再辅以多普勒法计算出这颗恒星的距离,判断它是否在宜居带内!甚至还可能在遮挡星光时分析光谱变化,看看行星是否有大气层,甚至液态水等可能的条件!

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多普勒法搜索行星
凌星法只能用在TESS位于行星所在的黄道面时的搜索,但大部分时候TESS可能和行星所在的黄道面有一个角度,那么凌星法就不好用了,只能用行星接近和远离时的多普勒频移法来推算出是否存在行星,这种方法可以用在选定目标后的详细观测,普查显然效率太低!
当然我们现在并不能判断,但从现有的数据来看,至少有几个参数是优于地球的,各位可以参考下,万一发财了,下次一颗跟随第一批星际舰队移民TOI-700 d的!
TOI-700恒星的寿命要比太阳长的多
TOI-700 d行星不会遭受母星的氦闪袭击
本来在红矮星周围有一个比较不确定的事件是,越小的红矮星活动要比太阳这种黄矮星强得多,因此这会有一个问题,即行星早已在超级耀斑的活动下灰飞烟灭,当然至少生命是不太可能发生了!但TESS的观测发现,TOI-700恒星活动非常稳定,当然40%的太阳太阳大小起到的因素更关键,因为这个质量刚好在小的红矮星和中等红矮星的分界线以上。

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红矮星和类日恒星结构差异
另外红矮星不会有氦闪,因为太阳会将氢聚变后的氦元素堆积在内核,然后暂时又不能聚变,等到积累到一定程度又突然聚变,所以在太阳周围是十分不安全的,所幸的是太阳的氦闪发生时间至少在几十亿年后,所以我们还不必担心!而红矮星则对流整颗恒星,因此氦元素不会堆积,即使未来整颗恒星都变成氦元素,那么这些氦还是不会突然聚变,因为温度不够!所以TOI-700 d行星十分安全,当然等TOI-700恒星烧光氢,估计要数千亿年甚至更久,所以TOI-700 d行星真是爽得不要不要的!

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