时空弯曲揭示TESS存档数据中隐藏的新行星
特色图片： [引力微引力透镜效应示意图，显示前景恒星弯曲时空并放大背景恒星的光线；图片来源：NASA/JPL-Caltech]
NASA的凌星系外行星巡天卫星（TESS）利用爱因斯坦广义相对论中直接衍生出的技术——引力微引力透镜，发现了一颗围绕4万光年外恒星运行的类木世界。这项发表在《天体物理杂志快报》上的发现，标志着在TESS存档数据中首次明确探测到受引力束缚的微引力透镜行星。
这颗编号为Gaia23bra b的行星质量约为1.63倍木星质量，围绕一颗K型矮星运行，投影间距约为4.8天文单位（AU），与木星到太阳的距离相当。其主星是一颗质量约为太阳80%的小型橙矮星，位于TESS典型凌星搜索半径（约150光年）之外，展示了这颗卫星跨越银河系的探测能力。
这一发现依赖于一种宇宙巧合：地球、前景恒星-行星系统以及一颗无关的背景恒星之间的三体排列。当前景恒星在天空中漂移时，其引力像透镜一样弯曲并放大了背景恒星的光线。这颗行星充当了次级微型透镜，产生了一个尖锐而短暂的偏差——称为焦散穿越特征——从而揭示了它的存在。
发现过程
故事始于2023年，当时ESA的Gaia任务以警报名称”Gaia23bra”标记了一次异常恒星增亮事件。Gaia的全天监测将其识别为潜在的微引力透镜事件，但其观测数据过于稀疏，无法解析行星尺度的信号。
TESS恰好以大约每200秒一帧的高频率监测同一片天空区域，持续了两个连续扇区，总计约60天。当新墨西哥大学博士候选人Mallory Harris领导的研究人员重新分析存档的TESS全帧图像时，他们在Gaia遗漏的光变曲线中发现了焦散穿越特征。
“其高频率光变曲线揭示了其他任何巡天都无法发现的细节，”研究团队指出。使用pyLIMA和pyLIMASS软件包对Gaia和TESS数据集进行的联合建模，确认了行星的二元透镜特征。
为何重要
在已知的大约6000颗系外行星中，只有不到5%是通过微引力透镜发现的。这种方法对更宽轨道距离（木星等气态巨行星形成的雪线附近）的行星具有独特的敏感性，而这些行星难以通过凌星法或径向速度法探测。然而，微引力透镜事件是一次性的：对齐永远不会重复，这使得每一次探测都弥足珍贵。
这一发现证明，专为凌星法设计的TESS同样可以充当微引力透镜观测站。这开启了这样一种可能性：在从未针对这一信号进行过分析的八年TESS存档数据中，可能已经隐藏着更多行星。
这一成果也为NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜铺平了道路，该望远镜计划于2026年底发射。罗曼将对银河系核球进行专门的微引力透镜巡天，预计将发现大约1000颗微引力透镜行星。
这篇题为”Gaia23bra b: A Microlensing Planet Discovered in Archived TESS Data”的论文发表于《天体物理杂志快报》（DOI：10.3847/2041-8213/ae7a50），合著者来自新墨西哥大学、德克萨斯理工大学、俄亥俄州立大学及其他研究机构。
婷 翻译