NASA的TESS探测器发现"冷土星"的漫长岁月

"冷土星"TOI-4600 c 的可能外观示意图。资料来源：NASA/JPL-Caltech

两颗巨型行星与我们系统中的土星不相上下，围绕着一颗与太阳不相上下的恒星运行，距离约 700 光年。这颗外行星的年限是迄今为止 NASA 的 TESS（系外行星巡天探测卫星）发现的所有行星中最长的--483 天。它也是最冷的行星之一。

对于研究大型气态行星如何形成和演化的天文学家来说，TOI-4600 b 和 c 这两颗行星可能非常重要。它们开始填补太阳系中木星和土星等气态巨行星与银河系其他地方的"热木星"（以及"暖木星"）之间的知识空白。

对系外行星--其他恒星周围的行星长达数十年的搜寻，迄今为止人类已发现5500多颗行星，这些行星被证实散布在银河系中，而银河系中可能有数千亿颗行星。但目前流行的探测方法发现的"长周期"行星相对较少，这些行星的运行年限为 50 天或更长。这种寻找"影子"的方法更容易发现那些紧密围绕恒星运行、年限短得多的行星。寻找"影子"的方法被称为"凌日法"，它能捕捉到轨道行星穿过恒星表面时星光的微小变化。

绝大多数系外行星的探测工作都是由像 TESS 这样依靠这种方法的星载望远镜完成的。但是，行星的轨道越长，TESS 就越难捕捉到它在恒星上的运行轨迹。不过，在2023年9月发表的一项研究中，一个国际科学家小组利用TESS的数据确定了TOI-4600 b和c的长周期轨道：行星b的轨道周期为83天，行星c的轨道周期为483天（比地球长一点的一年）。

与太阳系中的气态巨行星相比，这些轨道听起来可能并不令人印象深刻。木星绕太阳一周需要12年；土星的"一年"相当于地球的29年。但是，由于探测到的绕行恒星的长周期系外行星较少，TOI-4600 b 和 c 可能被证明是一座数据金矿。空间望远镜已经能够测量热木星和暖木星的一些大气成分，而TOI-4600 b和c则为揭示"温带"气态巨行星--那些没有炙热大气层的行星--的大气成分提供了更为罕见的前景。

当然，"温带"是相对而言的。如果你正在寻找度假胜地，最好不要把这两颗行星列入名单。TOI-4600 b行星比土星略小，宽度几乎是地球的7倍，大气温度估计为165华氏度（74摄氏度）。行星c的大小与土星差不多，宽度是地球的9倍多，估计温度为零下116华氏度（零下82摄氏度）。这是TESS迄今为止发现的最冷的系外行星之一。

由新墨西哥大学天文学家伊斯梅尔-米雷莱斯（Ismael Mireles）领导的国际研究小组于2023年9月在《天体物理学杂志通讯》上发表了关于这两颗行星的论文《TOI-4600 b和c：两颗绕早期K矮星运行的长周期巨行星"，发表在2023年9月的《天体物理学杂志通讯》上。

编译自:ScitechDaily