麻省理工學(xué)院和其他地方的科學(xué)家以令人愉悅的天文和數(shù)學(xué)結(jié)合，發(fā)現(xiàn)了“地球”(pi Earth)，這是一個(gè)地球大小的行星，每3.14天繞其恒星旋轉(zhuǎn)一次，其軌道讓人聯(lián)想到通用數(shù)學(xué)常數(shù)。

研究人員在2017年由NASA開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的K2任務(wù)獲取的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了行星的信號。通過今年早些時(shí)候使用地面望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)SPECULOOS對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)零，研究小組證實(shí)了信號是行星繞其恒星運(yùn)行的信號。確實(shí)，今天的行星似乎仍以每3.14天的pi周期繞其恒星旋轉(zhuǎn)。

麻省理工學(xué)院地球，大氣與行星科學(xué)系(EAPS)的研究生Prajwal Niraula說：“行星像發(fā)條一樣運(yùn)轉(zhuǎn)。”他是《天文雜志》今天發(fā)表的論文的主要作者，論文名為：“π地球： SPECULOOS團(tuán)隊(duì)為K2的廚房提供了一個(gè)3.14天的地球大小的星球供暖。”

合著者朱利安·德·威特(Julien de Wit)談到論文標(biāo)題和pi行星本身的發(fā)現(xiàn)時(shí)說：“如今，每個(gè)人都需要一點(diǎn)樂趣。”

行星提取

新行星被標(biāo)記為K2-315b;它是在K2數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的第315個(gè)行星系統(tǒng)，僅比列表中一個(gè)偶然的位置少一個(gè)系統(tǒng)。

研究人員估計(jì)，K2-315b的半徑為地球半徑的0.95，大約與地球大小相同。它繞著一顆低質(zhì)量的低質(zhì)量恒星運(yùn)行，其大小約為太陽的五分之一。行星每3.14天繞其恒星旋轉(zhuǎn)一次，速度高達(dá)每秒81公里，或每小時(shí)約181,000英里。

盡管其質(zhì)量尚未確定，但科學(xué)家懷疑K2-315b是地球的，就像地球一樣。但是pi行星可能不適合居住，因?yàn)樗o緊的軌道使該行星離恒星足夠近，可以將其表面加熱到450開爾文，即大約華氏350度。事實(shí)證明，這是完美的烘烤實(shí)際派。

尼拉烏拉說：“對于這個(gè)詞組的一般理解，這太熱了，難以適應(yīng)。”他補(bǔ)充說，除了與數(shù)學(xué)常數(shù)pi關(guān)聯(lián)外，圍繞這個(gè)特定行星的興奮之處在于，它可能證明是有希望的候選者。研究其氣氛的特征。

EAPS助理教授de Wit說：“我們現(xiàn)在知道我們可以從檔案數(shù)據(jù)中開采和提取行星，希望不會(huì)遺留任何行星，尤其是那些影響重大的真正重要的行星。”麻省理工學(xué)院卡夫里天體物理與空間研究所的成員。

Niraula和de Wit的MIT共同作者包括Benjamin Rackham和Artem Burdanov，以及一組國際合作者。

浸入數(shù)據(jù)

研究人員是SPECULOOS的成員，SPECULOOS的首字母縮寫為“搜尋使超恒星黯淡的宜居行星”，并以智利阿塔卡馬沙漠中四臺1米望遠(yuǎn)鏡的網(wǎng)絡(luò)命名，該望遠(yuǎn)鏡掃描整個(gè)南半球的天空。最近，該網(wǎng)絡(luò)增加了第五臺望遠(yuǎn)鏡，這是第一個(gè)位于北半球的望遠(yuǎn)鏡，名為阿爾emi彌斯(Artemis)，這是由麻省理工學(xué)院的研究人員帶頭的一個(gè)項(xiàng)目。

SPECULOOS望遠(yuǎn)鏡旨在搜尋附近的超冷矮星周圍的類似于地球的行星，這些昏暗的小恒星為天文學(xué)家提供了更好的機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)正在運(yùn)行的行星并表征其大氣特征，因?yàn)檫@些恒星缺少更大，更亮的恒星的眩光。

布爾達(dá)諾夫說：“這些超冷矮星散布在整個(gè)天空中。” “像SPECULOOS這樣的有針對性的地面調(diào)查是有幫助的，因?yàn)槲覀兛梢灾鹨徊榭催@些超冷矮星。”

尤其是，天文學(xué)家會(huì)看著個(gè)別恒星，以尋找過渡跡象或恒星光周期性下降的信號，這預(yù)示著行星可能在恒星前方越過并短暫遮擋其光。

今年早些時(shí)候，Niraula遇到了一個(gè)涼爽的矮人，略高于通常公認(rèn)的超涼矮人的閾值，這是由K2戰(zhàn)役收集的數(shù)據(jù)-開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的第二次觀測任務(wù)，在飛船繞行時(shí)監(jiān)視天空的碎片太陽。

在2017年的幾個(gè)月中，開普勒望遠(yuǎn)鏡觀察到天空中包括涼爽的侏儒的一部分，在K2數(shù)據(jù)中標(biāo)記為EPIC249631677。尼古拉(Niraula)梳理了這段時(shí)間，并根據(jù)這顆恒星發(fā)現(xiàn)了約20個(gè)傾角，這似乎是每3.14天重復(fù)一次。

研究小組分析了這些信號，并測試了其潛在的天體物理情景，并確認(rèn)這些信號可能是行星正在傳播，而不是其他現(xiàn)象的產(chǎn)物，例如兩個(gè)螺旋星的雙星系統(tǒng)。

然后研究人員計(jì)劃用SPECULOOS仔細(xì)觀察恒星及其繞行行星。但是首先，他們必須確定一定的時(shí)間窗口，以確保一定能趕上過境。

拉克漢姆說：“從地面上追蹤最好的夜晚有些麻煩，”拉克姆說，他開發(fā)了一種預(yù)測算法來預(yù)測何時(shí)可能發(fā)生過境。“即使您在K2數(shù)據(jù)中看到這個(gè)3.14天的信號，也存在不確定性，每個(gè)軌道都會(huì)加起來。”

借助Rackham的預(yù)測算法，該小組在2020年2月的幾個(gè)晚上縮小了范圍，在此期間，他們很可能會(huì)看到行星在恒星前方穿越。然后，他們將SPECULOOS的望遠(yuǎn)鏡指向恒星方向，并能夠看到三個(gè)清晰的過境：兩個(gè)是使用該網(wǎng)絡(luò)的南半球望遠(yuǎn)鏡，另一個(gè)是使用北半球的阿耳emi彌斯。

研究人員說，新的π行星可能是一個(gè)有前途的候選人，可以跟進(jìn)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)，以了解行星大氣的細(xì)節(jié)。目前，該團(tuán)隊(duì)正在尋找其他數(shù)據(jù)集，例如來自NASA的TESS任務(wù)的數(shù)據(jù)集，并且還與Artemis和SPECULOOS網(wǎng)絡(luò)的其余部分直接觀察天空，以尋找類似地球的行星的跡象。

尼拉烏拉說：“將來會(huì)出現(xiàn)更多有趣的行星，正好趕上JWST，這是一種望遠(yuǎn)鏡，旨在探測這些外星世界的大氣。” “有了更好的算法，希望有一天，我們可以尋找更小的行星，甚至像火星一樣小。”