TESS意外发现一颗比预期远250倍的系外行星
日期: 2026-07-08
精选图片: 一颗超级木星系外行星绕橙矮星运行的艺术家概念图; 图片来源: NASA GSFC
NASA的TESS航天器被设计用于一项任务：凝视附近的恒星，观测由行星穿过恒星盘面引起的周期性变暗。它在这一任务中表现出色，在八年的任务中编录了数千个系外行星候选体。但上周，一个国际团队宣布TESS完成了其工程师从未预料到的事情：使用一种完全不同的探测方法发现了一颗4万光年外的行星。
> “当TESS发射时，没有人预料到它能够发现这种类型的行星，”新墨西哥大学教授、发表在《天体物理学杂志快报》上的这项研究的合著者Diana Dragomir说。
这颗被命名为Gaia23bra b的行星是一颗超级木星，质量约为木星的1.6倍，围绕一颗质量约为太阳80%的橙矮星运行，距离约为4.8天文单位（类似于木星围绕太阳的轨道）。使这一发现引人注目的不是行星本身，而是它的发现方式。
弯曲时空寻找世界
这种方法就是引力微透镜效应。从地球的视角看，当两颗恒星对齐时，前景恒星的引力会扭曲时空，充当天然透镜，放大背景恒星的光线。如果前景恒星拥有一颗行星，该行星会产生自己微小的透镜信号：增亮曲线中持续数小时到数天的短暂偏差。
这与TESS原本设计的凌星法有着根本的不同。凌星法揭示行星大小，最适合在恒星附近短轨道上运行的大型行星。微透镜法揭示行星质量和轨道距离，可以找到凌星法永远无法看到的宽轨世界。在已知的6000多颗系外行星中，只有不到5%是通过这种方法发现的。
一次偶然的排列
这一发现始于2023年4月，当时ESA的盖亚航天器通过其科学警报系统发现了一颗恒星的异常增亮。但盖亚的观测数据过于稀疏，无法分辨任何行星信号。
然而，TESS恰好连续两个扇区注视着同一片天空，每200秒收集一次图像。
> “盖亚的观测数据过于稀疏，无法捕捉到这颗行星，”UNM的博士候选人、该研究的主要作者Mallory Harris说。”TESS航天器在事件期间恰好监测着同一片天区，其更密集的时间覆盖显示了由行星引起的光变曲线中的额外特征。”
近三年后，Harris和她的团队梳理了TESS的存档数据，发现了相同的微透镜事件，并在TESS的光变曲线中检测到了尖峰交叉特征,,双透镜（恒星加行星）的明确信号。该论文于2026年7月1日发表。
新的寻宝之旅
这一发现意味着TESS八年的存档中可能隐藏着更多未被发现的微透镜行星。研究人员从未系统地寻找过它们，因为该任务并非为此设计。
> “这一发现表明，TESS的数据中可能还有其他所谓的微透镜行星隐藏着，我们之前没有想到去寻找它们，”Dragomir说。
德克萨斯理工大学的Michael Fausnaugh（另一位合著者）指出，这一发现为NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜提供了预览，该望远镜将于2026年8月30日发射。罗曼将对银河系核球进行专门的微透镜巡天，预计在其任务期间将发现大约1000颗微透镜行星和10万颗凌星行星。
> “这有点像NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将要进行的微透镜观测的预览，”Fausnaugh说。
为什么微透镜很重要
大多数系外行星巡天以几百光年内的恒星为目标，在那里可以进行凌星和视向速度测量。微透镜可以横跨整个银河系。Gaia23bra b位于大约4万光年处，比TESS的典型目标范围远250倍以上，靠近船底座旋臂切线的区域。
微透镜还填补了系外行星统计中的一个长期空白。2010年和2020年的天文学十年调查都指出了在地球轨道距离或更远轨道距离处存在盲点。凌星和视向速度在宽轨道上难以奏效，而微透镜自然地覆盖了它们。
缺点在于微透镜事件不会重复。正如Harris所说：”微透镜事件发生一次就永远消失了。我喜欢开玩笑说，我们可能会用微透镜发现第一个地球类似体，然后向它挥手告别，因为我们将再也看不到它了。”
未来展望
Harris等人的论文发表在《天体物理学杂志快报》（DOI: 10.3847/2041-8213/ae7a50，也发布于arXiv: 2607.01853），使用pyLIMA微透镜软件对盖亚和TESS的光度数据进行联合建模，确认了检测结果。对于TESS来说，这一发现在其主要任务结束很久之后开辟了一个新的科学前沿。对于罗曼来说，这证明了高频率太空微透镜观测是可行的。
对于天文学家来说，信息很明确：TESS所做的已经超出了任何人的预期，它的档案中可能还隐藏着数十颗行星。
婷 翻译