美国宇航局的TESS在地球和金星之间发现了一个引人入胜的类地世界

利用美国宇航局的TESS（凌日系外行星勘测卫星）和许多其他设施的观测，两个国际天文学家团队发现了一颗距离我们仅 40 光年的行星，大小介于地球和金星之间。多种因素使其成为使用美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜进行进一步研究的理想候选对象。

Gliese 12 b 绕着距离我们仅 40 光年的一颗冷红矮星运行，有望让天文学家更多地了解靠近恒星的行星如何保留或失去大气层。在这张艺术家的概念图中，Gliese 12 b 保留了一层稀薄的大气层。

美国宇航局/JPL-加州理工学院/R. Hurt（加州理工学院-IPAC）

TESS 每次观测大片天空约一个月，追踪数万颗恒星的亮度变化，时间间隔从 20 秒到 30 分钟不等。捕捉凌日现象（由行星绕行引起的短暂、有规律的恒星变暗）是该任务的主要目标之一。

“我们发现了迄今为止距离地球最近的、处于凌日状态的、温和的、与地球大小相似的行星，”东京天体生物学中心的项目助理教授 Masayuki Kuzuhara 说道，他与东京大学的项目助理教授 Akihiko Fukui 共同领导了一个研究小组。“虽然我们还不知道它是否有大气层，但我们一直认为它是一颗系外金星，它的大小和从恒星获得的能量与我们太阳系中的行星邻居相似。”

这颗名为格利泽 12 的恒星是一颗冷红矮星，位于双鱼座，距离地球约 40 光年。这颗恒星的大小仅为太阳的 27%，表面温度约为太阳的 60%。这颗新发现的行星名为格利泽 12 b，每 12.8 天绕行一次，大小与地球相当或略小——与金星相当。假设它没有大气层，这颗行星的表面温度估计约为 107 华氏度（42 摄氏度）。

天文学家表示，红矮星的体积和质量都很小，因此非常适合寻找地球大小的行星。恒星越小，每次凌日时亮度越暗，质量越低，行星绕恒星旋转时会产生更大的摆动，即所谓的“反射运动”。这些影响使得较小的行星更容易被发现。

格利泽 12 b 的估计尺寸可能与地球一样大或略小——与太阳系中的金星相当。这幅艺术家的概念图将地球与格利泽 12 b 的不同解释进行了比较，从没有大气层到像金星一样厚的大气层。美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的后续观测可以帮助确定这颗行星保留了多少大气层及其成分。

红矮星的亮度较低也意味着它们的宜居带（行星表面可能存在液态水的轨道距离范围）距离它们更近。这使得在红矮星周围宜居带内探测凌日行星比在释放更多能量的恒星周围探测凌日行星更容易。

格利泽 12 和这颗新行星之间的距离仅为地球和太阳之间距离的 7%。这颗行星从其恒星接收的能量是地球从太阳接收能量的 1.6 倍，约为金星接收能量的 85%。

澳大利亚南昆士兰大学天体物理中心博士生 Shishir Dholakia 表示：“格利泽 12 b 是研究围绕冷恒星运行的类地行星是否能保留大气层的最佳目标之一，这是加深我们对银河系行星宜居性的理解的关键一步。”他与爱丁堡大学和伦敦大学学院博士生Larissa Palethorpe共同领导了另一个研究团队。

两个团队都认为，研究格利泽 12 b 可能有助于解开我们太阳系演化的某些方面。

“据认为，地球和金星最初的大气层被剥离，然后通过火山喷发和太阳系残余物质的轰击重新补充，”帕莱索普解释道。“地球适合居住，但金星不适合居住，因为它完全失去了水分。由于格利泽 12 b 的温度介于地球和金星之间，它的大气层可以让我们了解行星在发展过程中的宜居路径。”

保留大气的一个重要因素是恒星的风暴性。红矮星往往具有磁性，导致频繁、强烈的 X 射线耀斑。然而，两个团队的分析都得出结论，格利泽 12 号没有表现出极端行为的迹象。

由 Kuzuhara 和 Fukui 领导的论文于 5 月 23 日发表在《天体物理学杂志快报》上。Dholakia 和 Palethorpe 的研究结果于同日发表在《皇家天文学会月刊》上。

在凌日期间，主星的光会穿过大气层。不同的气体分子吸收不同的颜色，因此凌日提供了一组化学指纹，韦伯等望远镜可以探测到。 

“我们知道，使用现有设备，只有极少数与地球相似的温带行星既距离我们足够近，又符合这类研究（称为透射光谱）所需的其他标准，”美国宇航局马里兰州格林贝尔特戈达德太空飞行中心的天体物理学家、Kuzuhara 和 Fukui 论文的合著者 Michael McElwain 说道。“为了更好地了解这些行星的大气多样性和演化结果，我们需要更多像 Gliese 12 b 这样的例子。”

TESS 是 NASA 的一项天体物理探索任务，由 NASA 戈达德太空飞行中心管理，由位于马萨诸塞州剑桥的麻省理工学院运营。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普·格鲁曼公司、位于加利福尼亚州硅谷的 NASA 艾姆斯研究中心、位于马萨诸塞州剑桥的哈佛与史密森天体物理中心、麻省理工学院林肯实验室和位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全球有十几所大学、研究机构和天文台参与了这项任务。