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公民科學(xué)家在NASA TESS數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)類木星巨大行星TOI-2180 b
（神秘的公民地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：華盛頓州貝爾維尤市的Tom Jacobs喜歡“尋寶”活動。自2010年以來，科學(xué)這位前美國海軍軍官參加了在線志愿者項目，家N據(jù)中南京外圍美女（電話微信156-8194-*7106）提供頂級外圍，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求這些項目允許任何有興趣的發(fā)現(xiàn)人--“公民科學(xué)家”--通過美國宇航局（NASA）的望遠鏡數(shù)據(jù)尋找系外行星的跡象，即我們太陽系以外的類木行星。現(xiàn)在，星巨星 Jacobs已經(jīng)幫助發(fā)現(xiàn)了一顆巨大的大行氣態(tài)巨行星，其距離地球約379光年，公民圍繞著一顆與太陽質(zhì)量相同的科學(xué)恒星運行。
這顆木星大小的家N據(jù)中行星對天文學(xué)家來說是特別的，因為與太陽系外許多已知的發(fā)現(xiàn)氣態(tài)巨行星相比，它的類木261天軌道周期很長。這一結(jié)果還表明，星巨星這顆行星離它的大行恒星僅僅比金星離太陽更遠一些。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天文學(xué)雜志》上，公民并在1月13日的美國天文學(xué)會虛擬新聞發(fā)布會上進行了介紹。
發(fā)現(xiàn)這顆行星并確定其大小和質(zhì)量需要專業(yè)天文學(xué)家和像Jacobs這樣的公民科學(xué)家之間的大規(guī)模合作。為了追蹤這顆行星，他們參與了“一個全球性的聯(lián)合努力，因為我們都需要一起去關(guān)注這顆特殊的行星，”加州大學(xué)河濱分校的天文學(xué)家和該研究的主要作者Paul Dalba說。
Jacobs說：“發(fā)現(xiàn)和發(fā)表TOI-2180 b是一項偉大的集體努力，表明專業(yè)的南京外圍美女（電話微信156-8194-*7106）提供頂級外圍，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求天文學(xué)家和經(jīng)驗豐富的公民科學(xué)家可以成功地一起工作。這是最好的協(xié)同作用。”
這一發(fā)現(xiàn)是如何發(fā)生的
這顆新發(fā)現(xiàn)的行星的特征隱藏在NASA的凌日系外行星勘測衛(wèi)星（或稱TESS）的數(shù)據(jù)中。利用TESS的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們尋找附近恒星的亮度變化，這可能表明存在繞行行星。
Jacobs是一群公民科學(xué)家中的一員，他們查看TESS的數(shù)據(jù)圖，其顯示恒星的亮度隨時間的變化，以尋找新的行星。當(dāng)專業(yè)的天文學(xué)家使用算法自動掃描恒星的數(shù)萬個數(shù)據(jù)點時，這些公民科學(xué)家則使用Alan R. Schmitt創(chuàng)建的一個名為LcTools的程序，用眼睛檢查望遠鏡數(shù)據(jù)。這就是由幾位公民科學(xué)家和兩位資深天文學(xué)家組成的Jacobs小組自稱為視覺調(diào)查小組的原因。他們中的許多人是在從事“行星獵人”項目時認識的，這是一個由NASA資助的公民科學(xué)項目，通過Zooniverse關(guān)注來自NASA開普勒航天器的數(shù)據(jù)。
2020年2月1日，Jacobs碰巧注意到一張圖，顯示來自TOI-2180的亮度在24小時內(nèi)變暗了不到一半，然后又恢復(fù)到之前的亮度水平，這可能是由一顆軌道行星解釋的，據(jù)說它在從我們的視角經(jīng)過恒星的前面時“凌日”。通過測量行星經(jīng)過時變暗的光量，科學(xué)家們可以估計出該行星有多大，并結(jié)合其他測量結(jié)果，估計其密度。但是，只有當(dāng)恒星和它的行星與尋找它們的望遠鏡對齊時，才可以看到“凌日”。
顯示行星亮度隨時間變化的圖表被稱為"光曲線"。視覺測量組提醒兩位專業(yè)科學(xué)家合作者--加州大學(xué)河濱分校的Paul Dalba和新墨西哥大學(xué)的副教授Diana Dragomir，這條光曲線有可能很有趣。
Dragomir說：“有了這個新發(fā)現(xiàn)，我們也在挑戰(zhàn)我們能從TESS觀測中提取的行星種類的極限。TESS并不是專門為尋找這種長軌道系外行星而設(shè)計的，但是我們的團隊在公民科學(xué)家的幫助下，還是挖掘出了這些稀有的寶石。”
專業(yè)天文學(xué)家使用的計算機算法被設(shè)計為通過識別來自單一恒星的多個過境事件來搜索行星。這就是當(dāng)只有一次“凌日”時，公民科學(xué)家的視覺檢查是如此有用的原因。由于這是這個數(shù)據(jù)集中唯一的TOI-2180 b星變暗的例子，所以它被稱為"單一凌日事件"。
Dalba說：“他們投入的人工努力真的很重要，也很令人印象深刻，因為實際上很難編寫代碼，可以通過一百萬條光曲線，可靠地識別單一過境事件。這是人類仍然戰(zhàn)勝代碼的一個領(lǐng)域。”
但是，研究小組如何能夠排除對行星光線短暫下降的其他解釋？他們能確定他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一顆行星嗎？他們將需要后續(xù)的觀測。
最終，這些望遠鏡都沒有探測到該行星。不過，在這個時間段內(nèi)沒有明確的探測，還是給這個軌道可能有多長的時間設(shè)定了一個界限，表明這個軌道的周期大約是261天。利用這一估計，他們預(yù)測TESS將在2022年2月再次看到這顆行星經(jīng)過它的恒星。
關(guān)于這顆行星
TOI-2180 b的質(zhì)量幾乎是木星的三倍，但直徑相同，這意味著它的密度比木星高。這讓科學(xué)家們懷疑它是否以不同于木星的方式形成。
關(guān)于這顆行星形成的另一條線索可能是它內(nèi)部的東西。通過計算機模型，他們確定這顆新行星可能有多達105個地球質(zhì)量的比氫和氦更重的元素。"那是很多，"Dalba說。"這比我們懷疑的木星內(nèi)部的東西還要多。"
天文學(xué)家仍然有很多關(guān)于外面的行星范圍的知識。大約4800顆系外行星已經(jīng)被確認，但是在我們的銀河系中被認為有數(shù)十億顆行星。這項新發(fā)現(xiàn)表明，在巨型行星中，有些行星的重元素比其他行星多得多。
在我們的太陽系中，巨大的木星每12年圍繞太陽運行一次；對于土星，一個"年"是29年。我們在地球和太陽之間沒有像TOI-2180 b這樣的巨行星。但是在太陽系之外，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十顆系外行星，它們比木星還要大，而且軌道離恒星更近，甚至比水星的軌道還近。
TOI-2180 b的平均溫度約為170華氏度，比地球上的室溫還要高，比我們太陽系的外行星包括木星和土星還要高。但是與天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的圍繞其他恒星運行的凌日巨型系外行星陣列相比，TOI-2180 b異常寒冷。
Dalba說：“在我們發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)巨型系外行星和真正寒冷的木星和土星之間，它是一個很好的墊腳石。”
下一步是什么
當(dāng)TESS在2月份再次觀測這顆恒星時，Dalba和公民科學(xué)家們急于獲得數(shù)據(jù)并再次深入研究。如果他們發(fā)現(xiàn)了這顆行星的特征，確認了261天的軌道周期，這將使他們在2020年尋找這顆行星的全球活動的數(shù)據(jù)有更多的意義。
NASA的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡于12月25日發(fā)射，有可能觀測到這顆行星及其大氣層。Dalba對韋伯望遠鏡的能力感到興奮還有另一個原因。鑒于在我們自己的太陽系中，木星有星環(huán)和衛(wèi)星，韋伯望遠鏡可以用來尋找環(huán)繞TOI-2180 b的小天體的存在。
到目前為止，在我們的太陽系之外還沒有確切地發(fā)現(xiàn)星環(huán)或衛(wèi)星，但其中一個原因可能是，許多系外行星被發(fā)現(xiàn)時非常接近它們的恒星，而恒星的引力可能會將這些天體剝離。TOI-2180 b位于離其主星較遠的地方，可能為這種搜索提供了一個有趣的機會。Dalba說：“我認為這是一個有趣的系統(tǒng)，將來會有這樣的機會。”
當(dāng)他不追求他的行星“狩獵”愛好時，公民科學(xué)家Jacobs與非營利組織合作，幫助殘疾人在他們的社區(qū)找到就業(yè)機會。
視覺調(diào)查組的成員 “出于純粹的快樂和對促進科學(xué)的興趣，每天都投入許多時間來調(diào)查數(shù)據(jù)，”Jacobs說。該小組共同撰寫了超過68篇經(jīng)同行評審的科學(xué)論文，包括發(fā)現(xiàn)凌日的“系外彗星”經(jīng)過恒星的表面。
“我們喜歡為科學(xué)做出貢獻，”Jacobs說。“而且我喜歡這種類型的勘測，因為我知道這是在新的未被發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)域，以前任何人都沒有見過。”
相關(guān)報道：研究團隊發(fā)現(xiàn)被“隱藏”的系外氣態(tài)巨行星 比其他同類行星更接近地球
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：加州大學(xué)河濱分校（UCR）的一位天文學(xué)家和一群目光敏銳的公民科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆被典型的觀星工具所隱藏的氣態(tài)巨行星。這顆名為TOI-2180 b的行星，其直徑與木星相同，但質(zhì)量幾乎是木星的三倍。研究人員還認為，它含有比氦和氫更重的元素，質(zhì)量是地球的105倍。在我們的太陽系中沒有類似的東西存在。
這一發(fā)現(xiàn)的細節(jié)已經(jīng)發(fā)表在《天文學(xué)雜志》上，并在1月13日的美國天文學(xué)會虛擬新聞發(fā)布會上公布。
幫助確認這顆行星存在的UCR天文學(xué)家Paul Dalba說：“TOI-2180 b是一顆令人激動的行星。它達到了三要素：1）有一個幾百天的公轉(zhuǎn)周期，2）相對接近地球（379光年的距離對于系外行星來說是非常近的），以及3）我們能夠看到它在其恒星前凌日。對于天文學(xué)家來說，發(fā)現(xiàn)一顆能同時滿足這三個條件的行星是非常罕見的。”
Dalba還解釋說，這顆行星很特別，因為它需要261天來完成圍繞其恒星的旅程，與我們太陽系以外的許多已知氣態(tài)巨行星相比，這是一個很長的時間。它與地球的相對距離和它所環(huán)繞的恒星的亮度也使天文學(xué)家有可能了解更多關(guān)于它的信息。
為了確定系外行星的位置，即圍繞太陽以外的恒星運行的行星，美國宇航局的TESS衛(wèi)星在天空的一個部分觀察了一個月，然后繼續(xù)前進。它正在尋找當(dāng)一顆行星從一顆恒星前面穿過時出現(xiàn)的亮度下降。
Dalba說：“經(jīng)驗法則是，我們需要看到三次‘變暗’或凌日，然后我們才相信我們已經(jīng)找到了一顆行星。”單次的凌日事件可能是由于望遠鏡出現(xiàn)抖動，或者是一顆恒星“偽裝”成了一顆行星。由于這些原因，TESS并不關(guān)注這些單次的凌日事件。然而，一小群公民科學(xué)家卻在關(guān)注。
在查看TESS的數(shù)據(jù)時，小組成員、前美國海軍軍官 Tom Jacobs看到TOI-2180星的光線變暗，只有一次。他的小組提醒了Dalba，他專門研究那些需要長時間圍繞恒星運轉(zhuǎn)的行星。
Dalba和他的同事利用利克天文臺的自動行星探測望遠鏡，觀察到了這顆行星對恒星的引力牽引，這使他們能夠計算出TOI-2180 b的質(zhì)量，并估計出其軌道的一系列可能性。Dalba希望能夠觀測到第二次凌日事件，他組織了一次活動，使用了北半球三大洲的14臺不同的望遠鏡。在2021年8月的11天里，這項工作產(chǎn)生了20000張TOI-2180的圖像，盡管其中沒有任何一張圖像能夠可靠地探測到該行星。
然而，這項活動確實使該小組估計TESS將在2月再次看到這顆行星繞過它的恒星，屆時他們正在計劃一項后續(xù)研究。Dalba的研究經(jīng)費由美國國家科學(xué)基金會的天文學(xué)和天體物理學(xué)博士后獎學(xué)金計劃提供。
這個公民行星獵手小組從美國宇航局的衛(wèi)星（如TESS）獲取公開的數(shù)據(jù)，并尋找單次的凌日事件。雖然專業(yè)的天文學(xué)家使用算法來自動掃描大量的數(shù)據(jù)，但視覺調(diào)查小組使用他們創(chuàng)建的程序來用眼睛檢查望遠鏡數(shù)據(jù)。
Dalba說：“他們所付出的努力真的很重要，令人印象深刻，因為很難編寫能夠可靠地識別單次凌日事件的代碼。這是人類仍然戰(zhàn)勝代碼的一個領(lǐng)域。”