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天文|探索宇宙新方法，浩瀚宇宙，是否有另一个地球

简介：一般来说 ， 有两种探索系外行星的方式 ， 一是过境法如TESS ， 另一个则是径向速度法 ， 这两者都适用于大质量的行星 ， 对于较小质量的行星难以探测 。 科学家通过分析无线电波发现较小的GJ1151系外行星 ， 这有助于研究其磁场及寻找外星生命 。
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离我们26光年远的一颗枯寂的、不起眼的恒星最终被证明并没有那么枯寂 。
天文学家发现它拥有一颗行星——不是任意的一颗行星 ， 而是一颗质量有地球质量五倍的行星——采用了一种受木星极光启发的新方法 。
这颗名为GJ 1151的恒星的无线电波活动和它磁场与其一颗轨道行星之间的相互作用有关——这很像已知的木星磁场与它的卫星木卫一之间的相互作用 。
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这种方法可以帮助我们找到更多难以找到的岩石系外行星 ， 如水星、金星、地球和火星 。
荷兰射电天文研究所(ASTRON)的天文学家乔·卡林厄姆说:“我们根据几十年来对木星的无线电观测 ， 将这些知识应用到了这颗恒星上 。 ”
“一个放大版的木星-木卫一一直被预测存在于恒星-行星系统中 ， 我们观察到的发射与理论非常吻合 。 ”
目前 ， 探测系外行星的方法主要有两种 。
有一种运输方法 ， 就像NASA的TESS飞船使用的方法 。
当一颗行星在我们和它的恒星之间运行时 ， 会引起恒星光线的轻微下降 。
然后是径向速度法 。
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当恒星受到行星的牵引时 ， 它会探测到恒星位置的微弱摆动 。
但是木星和木卫一之间的相互作用很有趣 。
它会产生一种独特的射电辐射 ， 这种辐射的波长大多呈圆形极化 ， 在较低的频率上 ， 这种辐射的强度可能比太阳的波长更强 。
太阳的磁场不够强 ， 距离太远 ， 在与太阳系行星的相互作用中产生不了类似的效应 ， 但红矮星不同 。
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这些寿命很长的小而暗的恒星拥有比太阳更强大的磁场 ， 行星可以离得更近 。
人们曾预计 ， 一颗离我们很近的红矮星可能会产生类似但比木星和木卫一更强大的辐射 。
来自阿斯特顿的天文学家Harish Vedantham解释说:“行星通过红矮星强大磁场的运动就像一个电动引擎 ， 就像自行车发电机一样 。 ”
“这会产生巨大的电流 ， 为恒星上的极光和无线电发射提供能量 。 ”
因此 ， Vedantham和一个国际天文学家团队开始寻找循环极化的低频电波 。
他们使用了来自LOFAR的调查数据 ， LOFAR是荷兰的一个望远镜阵列 ， 它扫描低无线电频率的天空 ， 并确定了几种符合要求的排放 ， 与红矮星排列在一起 。
其中之一就是GJ1151 。 它是进一步研究的理想人选 。
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许多红矮星 ， 特别是那些可以通过无线电波长探测到的红矮星 ， 都是非常湍急的 ， 它们周围的空间被恒星耀斑猛烈地撞击 ， 旋转速度极快 ， 并且/或者与一个双星伴星相互作用 。
GJ1151旋转极其缓慢——每130天一次 。
这对红矮星来说是非常平静的 。
而且双星的伴星可以隐藏起来 ， 所以一个独立的团队使用位于西班牙的意大利伽利略望远镜上的高精度径向速度行星搜索仪进行了仔细的观察 。
他们在一篇独立的论文中详细阐述了他们的艰苦探索和发现 ， 在这篇论文中 ， 他们排除了其他可能解释这些结果的伴星、褐矮星或大行星 。
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“相互作用的双星也能发射无线电波 ， ”纽约大学的天文学家本杰明·波普说 。
“通过光学观测 ， 我们在无线电数据中寻找伪装成系外行星的伴星的证据 。
我们非常强烈地排除了这种可能性 ， 所以我们认为最有可能的是一颗地球大小的行星 ， 它太小了 ， 无法用我们的光学仪器探测到 。 ”
这颗行星的确切质量仍有待确定 ， 但它可能是一颗岩石行星 ， 每隔1至5天绕恒星运行一次 。
这个距离很近 ， 但可能离恒星太近了 ， 不适合居住 。
但这提供了一种寻找潜在宜居星球的新方法 。
在凌日和径向速度方法中 ， 行星轨道对恒星的影响是非常非常小的 。
所以行星的质量越大 ， 我们越有可能发现它 。
这意味着大多数被探测到的系外行星都在质量天平重的一端——气体和冰的巨行星 ， 如木星、土星、海王星和天王星 。


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