科学家探测并验证了TESS发现的最长周期系外行星
来自新墨西哥大学 (UNM) 和麻省理工学院 (MIT) 的科学家检测并验证了 TESS 迄今为止发现的两颗周期最长的系外行星。这些长周期大型系外行星围绕一颗 K 矮星运行，属于一类被称为暖木星的行星，其轨道周期为 10-200 天，半径至少是地球的六倍。最近的这一发现为未来寻找与太阳系类似的长周期行星提供了令人兴奋的研究机会。
这项名为TOI-4600 b 和 c：绕早期 K 矮星运行的两颗长周期巨行星的研究将发表在未来一期的《天体物理学杂志快报》上。使用凌日系外行星勘测卫星 (TESS) 的光度数据检测到系外行星 TOI-4600 b 和 c，并使用地面望远镜进行后续观测，因为它们提供了更好的分辨率。
NASA TESS 采用的观测策略将每个半球分为 13 个扇区，进行大约 28 天的观测，正在对凌日行星进行最全面的全天空搜索。这种方法已经证明其能够探测不同类型恒星周围的大小行星。就 TOI-4600 而言，这颗恒星是一颗 K 矮星，也称为橙矮星，是比太阳稍小、温度稍低的恒星。
系外行星必须在 TESS 的观测范围内至少经过其主恒星两次，才能被科学处理操作中心 (SPOC) 管道和快速查找管道 (QLP) 以正确的周期检测到，这些管道搜索 2 分钟和 30 分钟的数据。分别为分钟节奏 TESS 数据。由于 TESS 总天空覆盖范围的 74% 仅观测到 28 天，因此检测到的大多数 TESS 系外行星的周期都小于 40 天。因此，TOI-4600 b 的周期为 82.69 天，即近 3 个月，TOI-4600 c 的周期为 482.82 天，即 16 个月，这使得他们的发现更加有价值。
该论文的主要作者、新墨西哥大学的伊斯梅尔·米雷莱斯 (Ismael Mireles) 和新墨西哥大学物理与天文学系助理教授戴安娜·德拉戈米尔 (Diana Dragomir) 以及麻省理工学院和伯尔尼大学的合作者等合作者对数据进行了按顺序分析测量这些行星的周期和大小。
在最初检测到凌日现象后，米雷莱斯和团队必须确认这些是真正的行星，并确定恒星来自哪个信号。TESS 诊断工具表明来自目标站点的信号确实正确。在 TESS 后续观测计划 (TFOP) 第 1 小组 (SG1)(一个由专业和业余天文学家组成的全球网络，可以使用大大小小的望远镜)的帮助下，他们观察并观看了凌日的发生，从而向研究人员证实了这颗行星确实达到了目标。米雷莱斯和他的团队必须考虑的另一个因素是行星的质量和大小。为了实现这一目标，他们用速度测量来观察主恒星由于主恒星对行星的拉力而摆动了多少。
“当我们进行测量时，我们发现目标恒星的运动非常小。因此，当您开始时，您就可以对我们所看到的负责。这两件事加在一起几乎就排除了这一可能性。那时我们确信我们有两颗行星，”米雷莱斯说。
研究人员发现这两颗行星和内行星 TOI-4600 b 的长度为 82.69 天，半径约为地球半径的七倍。它的大小介于海王星和土星之间。这颗行星 TOI-4600 b 的温度估计约为 170 华氏度，虽然很热，但比天文学家发现的许多行星要冷。发现的第二颗行星 TOI-4600 c 的半径约为地球半径的九倍半，这意味着它的大小大致相当于土星。它最初只在 TESS 第一次观察到这颗恒星时凌日一次，然后在近三年后第二次凌日。
“一旦你经历了两次凌日，你就会知道这两个周期是怎样的。可能是它们之间相隔的 965 天、一半、三分之一、四分之一等等。较短的周期可以被排除，因为 TESS 观察了这颗恒星很长时间，所以只剩下两个周期：965 天或一半其中，”米雷莱斯解释道。研究人员使用伯尔尼大学合作者休·奥斯本开发的模型来比较可能的轨道周期并确定哪一个最有可能，结果发现 965 天(准确地说是 482.82 天)的一半更有可能。TOI-4600 c 的周期为 482.82 天，是 TESS 迄今为止发现的周期最长的行星，温度约为 -110 华氏度，是 TESS 发现的最冷的行星之一。
麻省理工学院 TOI 和审查负责人 Katharine Hesse 与 Mireles 及其团队合作对 TESS 进行数据分析。Hesse 帮助处理和分析大量数据，并将该系统置于 TESS 等任务发现的其他多行星系统的背景下。TOI-4600 系统与其他已发现的系外行星系统的比较有助于探索形成时间和过程等特征，并帮助研究人员开始将该系统置于更广泛的系外行星系统背景中。
“主要的事情是试图揭示更多关于行星形成的信息，因为根据我们对所发现的系外行星的了解，到目前为止，没有任何东西看起来真的像太阳系。有趣的是我们想了解这个行星的形成。我们现在有超过 5,000 颗系外行星，但这些系统中没有一个看起来真的像太阳系。因此，我们想找出这些不同类型的系统是如何形成和迁移的，”米雷莱斯说。
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