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    我国学者与海外合作者利用凌星中间时刻变化(TTV)技术在类太阳恒星宜居带发现超级地球

    日期 2025-06-09   来源:数学物理科学部   作者:王晓彬、颜景志、何成  【 】   【打印】   【关闭

    图 Kepler-725行星系统,其中右下角那颗半径较小的行星为新发现的处于宜居带的超级地球

      在国家自然科学基金项目(批准号:12288102)等资助下,中国科学院云南天文台顾盛宏研究员领衔国际团队利用凌星中间时刻变化(TTV)技术在类太阳恒星宜居带发现一颗“超级地球”。该成果于2025年6月3日以“A temperate 10-Earth-mass exoplanet around the Sun-like star Kepler-725”为题发表在《自然-天文》(Nature Astronomy)期刊。全文链接:https://doi.org/10.1038/s41550-025-02565-z。

      “我们孤独吗?”是人类一直在探寻解答的问题。1995年,系外行星的发现为解答这一问题打开了一扇大门。系外行星研究已经成为当前最重要的科学课题之一,对理解行星的形成与演化规律乃至认识生命的起源均具有深远的意义。这其中寻找系外类地生命是行星科学的终极目标,而发现类太阳恒星宜居带的类地行星则成为关键的一步。

      目前,研究人员主要采用视向速度法和凌星法发现类太阳恒星宜居带的低质量行星(≤10倍地球质量)。然而,视向速度法难以对低质量的长周期行星进行有效探测。适用于凌星法的凌星事件发生概率极低且容易漏检。目前已知的低质量宜居带行星大多集中在宿主恒星为红矮星的系统中,发现位于类太阳恒星宜居带的第二个地球(“地球2.0”)仍极具挑战性。

      针对难于发现类太阳恒星宜居带的类地行星问题,中国科学院云南天文台、德国汉堡天文台、西交利物浦大学和中国科学院南京天文光学技术研究组成国际联合研究团队,利用TTV技术分析开普勒卫星数据,在类太阳恒星Kepler-725的宜居带内发现了一颗10倍地球质量的超级地球Kepler-725c(图)。这颗新发现的非凌星行星围绕一颗G9V型宿主恒星Kepler-725运行,公转期间在一定时间内位于宿主恒星的宜居带内,轨道周期为207.5天,轨道半长轴为0.674天文单位,接收的平均辐照为地球的1.4倍,具备生命存在的条件。联合研究团队通过分析同一系统中周期为39.64天的类木行星Kepler-725b的TTV信号,反演出这颗“隐匿行星”的轨道参数和质量信息,印证了利用TTV技术发现类太阳恒星宜居带内低质量行星的可行性。

      该方法非常适合探测质量小、周期长、非凌星的宜居带行星,有效地弥补了当前凌星法和视向速度法的不足,为未来探测“地球2.0” 提供了备选方案。