KMTNet引领发现300余颗系外行星研究 将于25日刊登在《Science》
由韩国天文研究院参与的国际联合研究团队利用系外行星探测系统(KMTNet),发现了一颗在比土星更远轨道上运行的长周期“超级地球”系外行星。
此次发现的重要意义在于,证明了此前一直未能得到观测验证的理论——“在宇宙中,长周期系外行星里类地行星数量更多”。
宇宙航空厅表示,研究团队利用天文研究院的系外行星探测专用望远镜系统KMTNet,发现了一颗绕非太阳恒星、以一年以上周期公转的系外行星“OGLE-2016-BLG-0007Lb”,相关成果已于25日刊登在《科学》杂志上。
此次发现的系外行星是一颗质量约为地球1.3倍的超级地球,位于质量约为太阳0.6倍的母恒星约15亿公里外(约为日地距离的10倍),距离地球约1.4万光年。在迄今发现的公转周期一年以上的长周期超级地球中,该行星具有最小的质量,同时也是母恒星与行星之间距离最远的行星,其公转周期推测约为40年。
联合研究团队通过KMTNet发现了大量以往观测系统难以探测到的长周期超级地球,并据此构建了涵盖类地行星和木星型行星在内的长周期系外行星样本。
在以2016年至2019年间发现的63颗系外行星样本为基础,计算其统计频度的结果显示,多数为像地球一样由岩石构成、质量为地球1至10倍之间的超级地球行星和木星型行星。
从统计上看,每100颗恒星中约有35颗拥有超级地球,约有12颗拥有木星型行星。这表明,正如理论预测,类地行星和木星型行星是通过不同过程形成的,同时也意味着在宇宙中,长周期系外行星中类地行星的数量更多。
行星一般分为类地(岩石型)行星和木星型(气体型)行星,两者通过不同的形成过程产生。如果长周期类地行星和木星型行星是通过不同过程形成,那么二者的数量被预期会大致相当,但此前一直未能找到支持这一点的观测证据。
此外,既有研究结果预测,长周期系外行星中将有相当多是类地行星,但实际观测到的大多为木星型行星,观测与理论之间的不一致一直是天文学界亟待解决的重要课题。
目前为止,为了发现系外行星,已经设计出多种观测方法。由于这些方法所能发现的系外行星特性各不相同,因此彼此之间形成了互补关系。
由天文研究院开发并运营的KMTNet,是一套利用引力微透镜方法、专门优化用于发现长周期系外行星的系统。KMTNet作为系外行星探测专用望远镜系统,于2009年作为韩国天文研究院的重点项目启动开发,该系统的开发旨在寻找拥有与地球相似环境、具有潜在生命存在可能性的系外行星。
该系统于2015年5月建成部署在南半球的智利托洛洛美洲际天文台(CTIO,Cerro Tololo Inter-American Observatory)、南非天文台(SAAO,South African Astronomical Observatory)以及澳大利亚赛丁泉天文台(SSO,Siding Spring Observatory),经过数个月的试观测,于当年10月2日正式投入运行。
截至目前,学界通过引力微透镜方法发现的系外行星已达300余颗,其中自KMTNet投入运行以来由其直接发现的系外行星共有227颗。
本次研究的主导者、天文研究院高级研究员 Jeong Yeonggil 表示:“我们通过观测证实了理论预测——类地行星和木星型行星是经过不同形成过程产生的,尤其确认了宇宙中存在大量长周期超级地球。”他强调:“系外行星是理解行星形成与演化的重要线索。”
本次研究共有包括中国清华大学的 Wei Cheng Zhang、天文研究院的 Jeong Yeonggil、Lee Chunguk 在内的68名研究人员参与。研究团队计划通过KMTNet获取更多系外行星样本,并在此基础上开展更为精细的观测与分析。
宇宙厅厅长 Yoon Youngbin 表示:“得益于我国自主开发并运营的KMTNet卓越性能,我们在利用引力微透镜方法发现系外行星方面走在世界前列。今后也期待依托我国设备持续取得更多科学研究成果。”
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