LTT 1445 Ac:22光年外有一颗和地球差不多大小的系外行星

距离地球22.4光年外,有一个三星系统——LTT 1445,里面包含了三颗红矮星,其中LTT 1445A的质量大约是0.257倍太阳质量,半径是太阳的0.271倍,光度只有太阳的0.8%,表面温度为3337K;LTT 1445B的质量是太阳的0.215倍,半径是太阳的0.236倍;LTT 1445C的质量是太阳的0.161倍,半径是太阳的0.197倍。

在LTT 1445A的周围,科学家已经发现了三颗系外行星正在围绕这颗红矮星旋转,其中LTT 1445Ab是一颗质量大约为2.87倍地球质量的超级地球,围绕恒星一圈大约需要5天时间,表面温度大约为160℃。

LTT 1445三星系统想象图
LTT 1445三星系统想象图

LTT 1445Ad是一颗质量相当于2.72倍地球质量的岩石行星,正处于这颗红矮星的宜居带居中部位,轨道周期大约为24.3天,距离恒星0.09个天文单位,虽然这颗系外行星接收到的红矮星的光度强度只有太阳的0.2%,但是因为这颗系外行星比地球更大,所以理论上也拥有更加浓密的大气层,所以其温度可能会比较宜居。

LTT 1445Ac是一颗和地球大小非常类似的岩石行星,它的质量是地球的1.37倍,半径是地球的1.07倍,是一颗尺寸和构成类似于地球的超级地球。

尽管LTT 1445Ac太热而不适合生命存在,但它与地球的相似性标志着它是一个类似地球的行星。这意味着可以用来研究行星的演化,并了解每个类地行星之间的差异。

系外行星绕轨道运行时母恒星光线变化的图表。 (J. Winn, ar14, 2014)
系外行星绕轨道运行时母恒星光线变化的图表。 (J. Winn, ar14, 2014)

为了解系外行星的特性,通常需要两种类型的测量方式。第一种是凌日法(寻找正在变暗的恒星):当系外行星绕行经过地球和母恒星之间时,母恒星的亮度会发生微小的下降。第二种是径向速度法(寻找摇摆不定的恒星): 利用恒星会以在小范围轨道上的移动来回应行星的引力作用,可用来量测恒星在移动时朝向或远离地球的速度,由于多普勒效应,径向速度的变化可以从恒星谱线的移动来推导。

动画显示如何测量径向速度,这是行星影响其母恒星光线的方式之一。 (Alysa Obertas/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)
动画显示如何测量径向速度,这是行星影响其母恒星光线的方式之一。 (Alysa Obertas/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

由凌日资料可知系外行星的半径,由径向速度资料可知其质量。结合起来,半径和质量可以告诉我们系外行星的密度。据此,我们可以估计系外行星的组成。科学家估计LTT 1445 Ac密度为每立方厘米5.9克,地球为每立方厘米5.51克,意谓着这颗系外行星在大小和成分上与地球非常接近。它的主恒星是一颗红矮星,比太阳更冷、更暗。然而,LTT 1445 Ac 的轨道周期仅3.12天,意味着它的平均温度约为260℃。

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