确认遥远的系外行星一直被认为是一项极具挑战的天文任务。系外行星,即太阳系之外围绕其他恒星运行的行星,其发现往往需要极其细致和长时间的观测,尤其是那些轨道较长、观测机会稀缺的行星。近日,来自新墨西哥大学的扎赫拉·埃萨克和她的团队,借助全球多国的公民科学家及专业天文台的合作,成功确认了一颗名为TOI-4465 b的气态巨行星,距离地球约400光年。TOI-4465 b的确认标志着长周期系外行星研究中的一个重要进展,也体现了公民科学在推动天文探索中的巨大潜力。TOI-4465 b最初由凌日系外行星巡天卫星(TESS)发现。TESS通过侦测恒星亮度的周期性减弱,识别潜在的行星凌日事件。
所谓凌日,是指一颗行星从我们视角跨越其主星前方,导致恒星光度短暂减弱的现象。然而,仅凭一次凌日观测难以确保该信号是真正由行星引起,毕竟其他天体如小型黑洞或恒星伴星也可能产生类似的光学变化。TOI-4465 b的轨道周期较长,约为102天,凌日事件持续时间长达12小时,这使得全年只能获得短暂的3次观测窗口。要在观测中抓住该行星多次凌日,需要克服天气、设备时间以及地理位置等多重困难。扎赫拉·埃萨克指出,连续12小时的黑暗且晴朗的天空极为罕见,而多个地点同时观测是确保数据完整性的关键。在这项研究中,科学团队巧妙地发动了全球范围内的公民科学力量。
24位遍布10个国家的业余天文爱好者集中使用个人拥有的高性能望远镜,对目标恒星进行了同步观测。这种全球协作网络打破了单一地点时间限制,实现了对TOI-4465 b完整凌日过程的追踪。公民科学家们贡献的数据与加州帕洛马天文台、亚利桑那惠普尔天文台、智利拉西拉天文台等专业设施的观测结果相结合,极大地丰富了数据样本,提高了确认的可靠度。这颗气态巨行星非常特别,它的尺寸大约比木星大25%,质量则是木星的6倍左右。与其他已发现的“热木星”不同,TOI-4465 b的温度较为适中,范围在375至478开尔文之间,约合200至400华氏度,表明它不属于那种超近距离绕恒星高速运行、表面酷热的典型热木星。相较于我们的太阳系,TOI-4465 b轨道的位置介于类水星和类金星之间,这使它成为研究中间温度气态巨行星的理想范例。
科学家们认为,研究这类长周期行星有助于揭示行星系统在更为温和环境下的形成与演变机制。过去,大部分已知系外行星都是轨道周期较短、容易观测的“热木星”,长周期行星由于稀有的观测窗口和资源限制而较少被采集和确认。TOI-4465 b的发现扩展了我们对系外行星多样性的认识,同时为詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)等未来观测任务提供了具有吸引力的目标,尤其是在大气成分分析方面。此次观测项目彰显了公民科学与专业科研结合的力量。在组织层面,Unistellar公民科学网络以其统一的硬件设备和数据处理管线保证了民间数据的高质量与可用性。TESS跟进观测计划子组1(TFOP SG1)则提供了全球协调安排的平台,促进了业余与专业天文爱好者以及各大天文设施的紧密合作。
此外,TESS单次凌日行星候选(TSTPC)工作组由新墨西哥大学教授戴安娜·德拉戈米尔领导,汇聚了探测和后续观测的专业技能,保证了工作流的科学性与高效性。历史上,业余天文学家的重要贡献由来已久。1980年代的国际哈雷彗星观测网络便是公民科学集体贡献的经典案例,全球多个观测点协力捕捉哈雷彗星周期回归期间的珍贵数据。近年来,公民科学的应用范围从天文学拓展至生物学、医学、生态学等多个科学领域,他们的参与不仅增加了数据的丰富性,也在有限的预算下有效延伸了科学项目的观测能力和研究深度。TOI-4465 b的成功确认不仅是天文学领域一项重要成果,更是全球科研合作新时代的生动体现。它说明,科学研究不再仅是专业人员的专属领域,充满热情和责任感的公民科学家们也能直接参与前沿科学探索,推动人类对宇宙的理解不断深入。
未来,随着更多先进观测技术的投入与全球协作机制的完善,我们有望发现更多类似的长周期系外行星,丰满星际探索的篇章,拓展人类文明对宇宙的认知边界。TOI-4465 b的故事激励着广大天文爱好者和科学家们继续携手,利用天文望远镜和数据信息共享平台,共同解锁宇宙的奥秘。全球公民科学家与专业团队的紧密合作展示了科学的包容性与开放性,也为年轻一代天文研究者树立了合作创新的榜样。随着未来探测任务的展开,公众的参与将愈加重要。通过培养对科学的兴趣和赋能民众,探索宇宙的征程将变得更加多元而丰盛。TOI-4465 b只是在浩瀚星空中数以百亿计行星之一,探寻它的存在,理解它的意义,是人类迈向更广阔宇宙的又一步。
公民科学家的热情与全球协作体现了当代科学精神,它们将继续推动未知领域的探索,开启未来无尽的星际探险篇章。