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NASA发现宜居行星?

NASA发现宜居行星,距地球100光年!人类怎么才能到达?

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!

100光年外的TOI 700 d行星

TOI-700 d是何方神圣?

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!

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!

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!

TESS是怎么发现这颗行星的?

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:

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!

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!

TOI-700 d的条件比地球还好吗?

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。

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!

潮汐锁定可能是TOI-700 d的命运

根据TESS给出的数据,TOI-700 d行星的半长轴为0.163 ± 0.015 AU,即距离恒星大约:2440万千米的位置运行,而太阳系最近的水星距离大约是6980万千米,大约只有水星公转轨道的1/3强一些,而水星已经和太阳轨道共振,介于锁定和非锁定之间!

如果TOI-700 d被母星潮汐锁定,那么估计其命运就比较惨一点了,但红矮星的宜居行星被潮汐锁定可能是普遍现象,因为距离实在太近,当然也不是说就无法诞生生命,在晨昏线附近甚至更靠近一些的区域都可能诞生生命!

人类能移民TOI-700 d行星吗?

当然按旅行者一号的速度的话,到达比邻星都需要1万多年,到TOI-700 d估计需要40多万年,这可不是一个好消息,不过谁知道人类未来会发明出什么好东西呢,没有梦想怎么行,万一要是实现了呢?

代达罗斯核聚变飞船

比如当年提出的疯狂的代达罗斯号核聚变飞船,尽管到现在核聚变还在天上飘,但这艘飞船的设计指标实在令人神往,能达到光速的10%,也就是说从现在出发,大部分人都能活着到达比邻星和巴纳德星!但到达TOI-700 d有点困难,因为要1000年以上,这是在不是个好消息!

进取号

咱不是还有进取号么,科克船长的座驾,最高能达到199516倍光速,跨越银河系也只要六个月,那么到达TOI-700 d要多久呢?大约4.4345小时即可到达!

“二营长,把老子的进取号拉出来,我们要去郊个游!”