中國天文學家在三個潛在的宜居行星世界中發現黃道帶塵埃光

在晴朗天氣的日落時分，我們可以在太陽方向向上延伸的天空中找到一些大致呈三角形的微弱光芒，這就是黃道光。黃道光是因為行星際塵埃對太陽光的散射而在黃道面上形成的微弱光錐。通常認為，行星際塵埃粒子是小行星碰撞後或彗星瓦解後的產物。那麼，太陽系外宜居行星所在的恆星系統中，是否也存在這種塵埃呢？

中國科學院上海天文台葛健教授帶領的國際團隊為這個問題提供了答案。該團隊發現三顆潛在宜居行星，它們所在的恆星系統中存在黃道塵埃熱輻射現象，這三顆潛在宜居行星分別是由刻卜勒（Kepler）太空望遠鏡探測發現的Kepler-69c、Kepler-1229b和Kepler-395c。

研究綜合目前47顆已知的刻卜勒太空望遠發現的擁有宜居行星條件的候選恆星，收集它們的多波段觀測數據，通過光譜擬合，識別出在中紅外線波段處輻射有超出恆星輻射的紅外輻射流量，顯示有恆星以外的源產生中紅外線波段輻射。

針對這些候選恆星，該團隊進一步從英國紅外線望遠鏡的深空巡天數據庫中獲得高靈敏度的紅外圖像，檢查候選恆星附近是否有任何明亮的紅外線背景目標。在排除周邊具有明亮背景目標、也細緻地去除了微弱的背景目標對候選主恆星的紅外線熱輻射的影響後，研究團隊篩選出三顆恆星，他們在中紅外線波段顯示出顯著的熱輻射超出，驗證了類似黃道光的紅外線熱輻射的存在，證明這三顆恆星周圍有類似黃道帶的塵埃的存在。

通過對比這三顆恆星與太陽的自轉速度，其中兩顆恆星比太陽年輕得多。另外，相較於太陽系黃道帶塵埃的溫度（130-390開爾文），這三顆恆星的塵埃溫度更高，約為400開爾文。根據美國太空總署官方網站資料，這三顆恆星中的宜居帶行星質量是地球的二到三倍，屬於超級地球類行星。由此，團隊負責人、來自中國科學院上海天文台的葛健教授認為其中的兩顆行星系統可能是年輕且活躍，可能有助於重塑靠近主星區域的塵埃分佈，將塵埃加熱到更高溫度。葛教授表示，刻卜勒太空望遠鏡開展的系外行星工作揭露出太陽系外行星世界的巨大多樣性，上海天文台科研團隊正在進行的「地球2.0 」項目很有希望發現更多太陽系外的可居住類地行星。

【圖、文：節錄自中國科學院上海天文台2022年1月26日新聞公佈】研究全文在2022年1月13日舉行的美國天文年會作為亮點研究進行新聞發佈。