太陽系附近，又發現100個星球，比行星還大，還有多少沒被發現？

2020-08-18 博科園

人類對太陽近鄰的普查有多完整？天文學家和參與公民科學項目「後院世界：第9行星」的數據探測志願者團隊在太陽附近新發現了大約100個星球，這些天體比行星更大，但比恆星更輕，被稱為棕矮星。在夏威夷Maunakea的W.M.Keck天文臺幫助下，研究小組發現，這些新發現的星球中有幾個是已知最冷星球之一，其中一些接近地球溫度，足夠涼爽，足以容納水雲。

這項研究發現將發表在《天體物理》期刊上，現已發表在《arxiv》上。發現和描述太陽附近的天文物體，是理解我們在宇宙中位置和歷史的基礎。然而，天文學家們仍在發掘太陽附近的新居民。新的後院世界發現彌補了低溫褐矮星範圍內以前的空白，確定了棕矮星種群中長期尋找的缺失一環。來自國家科學基金會NOIRLab的主要作者Aaron Meisner說：

這些冰冷的星球提供了機會，讓我們有機會對太陽系以外行星的形成和大氣層有了新見解。這些棕矮星也讓我們能夠準確估計在太陽附近星際空間漫遊的自由漂浮天體數量。為了識別新發現的幾顆最暗最冷棕矮星，加州大學聖地牙哥分校的物理學教授亞當·伯加瑟(Adam Burgasser)和酷星實驗室的研究人員使用了凱克天文臺靈敏的近紅外Echellette光譜儀(NIRES)。

使用NIRES光譜來測量它們大氣中的溫度和氣體，每個光譜本質上都是一個指紋，可以讓我們將低溫的棕矮星與其他類型恆星區分開來。利用美國宇航局（NASA）的斯皮策太空望遠鏡、麥甘蒂山天文臺和拉斯坎帕納斯天文臺進行的後續觀測也對棕矮星溫度估計做出了貢獻。褐矮星位於最大質量的行星和最小恆星之間，由於缺乏維持核心核反應所需的質量，棕矮星有時被稱為「失敗星」。

它們的質量低、溫度低，而且沒有內部核反應，這使得它們非常微弱，因此極難被檢測到。正因為如此，天文學家在尋找最冷的棕矮星時，只能希望探測到距離太陽相對較近的。為了幫助尋找離太陽、最近最冷的鄰居，後院世界項目的天文學家求助於一個由10萬多名公民科學家組成的全球網絡。這些志願者勤奮地檢查數萬億像素的望遠鏡圖像，以識別附近棕矮星和行星的微妙運動。

儘管機器學習和超級計算機取得了進步，但在尋找微弱的移動物體方面，仍然沒有什麼可以替代人眼。後院世界志願者已經在太陽附近發現了1500多顆恆星和棕矮星；這一新發現代表了該樣本中大約100顆最冷的棕矮星，這是任何公民科學項目的記錄，其中20名公民科學家被列為這項研究的共同作者。通過NOIRLab的Astro數據實驗室可以獲得數十年的天文星表，這有助於使這些發現成為可能。

下載包含十億個天體的天文星表技術負擔通常是個別研究人員無法克服的，包括大多數專業天文學家。值得慶幸的是，Astro數據實驗室的開放和可訪問門戶網站允許後院世界公民科學家輕鬆地查詢大量棕矮星候選者的星表。來自NASA的WISE衛星數據集，以及塞羅託洛羅泛美天文臺和基特峰國家天文臺望遠鏡的檔案觀測，也是這些棕矮星發現的關鍵。讓人興奮的是，這些東西能首先被公民科學家發現。

博科園｜研究/來自：WM凱克天文臺

參考期刊《arXiv》《天體物理學》

Cite: arXiv:2008.06396

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