Gliese 12b围绕一颗距离我们仅40光年远的冷红矮星运行，它有望告诉天文学家更多关于靠近恒星的行星如何保留或失去大气层的信息。在这幅艺术家的概念图中，格利泽12b保持着稀薄的大气层。来源:美国国家航空航天局/姓名/ R。伤害(Caltech-IPAC)
阿斯特罗科学家们利用美国宇航局的TESS和其他设备发现了一颗大小介于地球和金星之间的行星仅40光年远，名为Gliese 12b。由于其邻近性和特征，这颗“外金星”围绕一颗红矮星运行，可能有助于揭示行星演化和宜居性。
两个国际天文学家团队利用美国宇航局的TESS(凌日系外行星测量卫星)和许多其他设施的观测，发现了一颗距离地球和金星大小之间的行星，距离仅40光年。多种因素使它非常适合使用美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜进行进一步研究。
TESS每次盯着一大片天空大约一个月，以20秒到30分钟的间隔跟踪数万颗恒星的亮度变化。捕捉凌日——由绕轨道运行的行星经过而引起的恒星短暂而有规律的变暗——是该任务的主要目标之一。
来自研究团队的见解
东京天体生物学中心(Astrobiology Center)的项目助理教授久原雅之(Masayuki Kuzuhara)说:“我们发现了迄今为止距离我们最近的、凌日的、温带的、地球大小的世界。”他与东京大学(University of Tokyo)的项目助理教授福井明彦(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外星金星，它的大小和从恒星获得的能量与我们在太阳系中的行星邻居相似。”
这颗主星被称为Gliese 12，是一颗距离双鱼座近40光年的冷红矮星。这颗恒星的体积只有太阳的27%，表面温度只有太阳的60%。这颗新发现的行星被命名为Gliese 12b，每12.8天绕轨道运行一次，大小与地球相仿，或略小一点，与金星相当。假设它没有大气层，这颗行星的表面温度估计在107华氏度(42摄氏度)左右。
据估计，Gliese 12b的大小可能与地球一样大，也可能略小，与我们太阳系中的金星相当。这张艺术家的概念图将地球与不同的格利泽12b进行了比较，从没有大气层到有厚厚的金星大气层。来源:美国国家航空航天局/姓名/ R。伤害(Caltech-IPAC)
红矮星及其行星的特征
天文学家说，红矮星的体积和质量都很小，这使它们成为寻找地球大小的行星的理想选择。较小的恒星意味着每次凌日都会变暗，而较低的质量意味着绕轨道运行的行星会产生更大的摆动，即恒星的“反射运动”。(请看下面的视频。)这些效应使得较小的行星更容易被探测到。
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——离它们更近。这使得在红矮星周围可居住区域内探测凌日行星比在能量更高的恒星周围探测凌日行星更容易。
Gliese 12和这颗新行星之间的距离仅为地球与太阳之间距离的7%。这颗行星从它的恒星那里获得的能量是地球从太阳那里获得的能量的1.6倍，大约是金星能量的85%。
澳大利亚南昆士兰大学天体物理学中心的博士生Shishir Dholakia说:“Gliese 12b是研究地球大小的行星绕冷恒星运行是否能保留其大气层的最佳目标之一，这是推进我们对银河系行星可居住性理解的关键一步。”他与爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生Larissa Palethorpe共同领导了一个不同的研究小组。
了解行星大气和演化
两个研究小组都认为，研究Gliese 12b可能有助于解开我们太阳系演化的某些方面。
Palethorpe解释说:“据认为，地球和金星的第一个大气层是被剥离的，然后由太阳系中残余物质的火山喷发和轰击补充。”“地球适合居住，但金星不适合居住，因为它完全没有水。因为格利泽12b的温度介于地球和金星之间，它的大气层可以告诉我们很多关于行星在发展过程中所采取的可居住性途径。”
保持大气层的一个重要因素是其恒星的风暴性。红矮星往往具有磁性活动，导致频繁的、强大的x射线耀斑。然而，两个团队的分析得出结论，Gliese 12没有表现出极端行为的迹象。
由Kuzuhara和Fukui领导的一篇论文发表在5月23日的《天体物理学杂志通讯》上。Dholakia和Palethorpe的发现同一天发表在《皇家天文学会月报》上。
在凌日期间，主星的光穿过任何大气层。不同的气体分子吸收不同的颜色，所以凌日提供了一组化学指纹，可以被韦伯这样的望远镜探测到。
“我们知道只有少数与地球相似的温带行星离我们足够近，并且使用现有的设施满足这种研究所需的其他标准，称为透射光谱，”迈克尔·麦克尔韦恩(Michael McElwain)说，他是马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究天体物理学家，也是Kuzuhara和Fukui论文的合著者。“为了更好地了解这些行星的大气多样性和进化结果，我们需要更多像格利泽12b这样的例子。”
参考文献:《Gliese 12b》作者:久原雅之，福井明彦，John H. Livingston, jos
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bastien Vievard, David Watanabe, Joshua N. Winn和Maria Rosa Zapatero Osorio, 2024年5月23日，天体物理学杂志通讯。2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / ad3642
TESS是美国宇航局的天体物理探测任务，由美国宇航局戈达德管理，麻省理工学院在马萨诸塞州剑桥市运营。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;位于加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心;马萨诸塞州剑桥的哈佛&史密森天体物理中心;麻省理工学院林肯实验室;以及巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全球有十多所大学、研究机构和天文台参与了这项任务。
