上海天文台科研团队在三个潜在的宜居行星世界中发现黄道带尘埃光
在晴朗天气的日落时分，我们可以在太阳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，这就是黄道光。黄道光是因为行星际尘埃对太阳光的散射而在黄道面上形成的微弱光锥。通常认为，行星际尘埃粒子是小行星被碰撞后或彗星瓦解后的产物。那么，太阳系外宜居行星所在的恒星系统中，是否也存在这种尘埃呢？
近日，由中科院上海天文台葛健教授带领的国际团队为这个问题提供了答案。该团队发现了三个潜在宜居行星所在的恒星系统中存在黄道尘埃热辐射现象，这三个潜在宜居行星分别是由开普勒卫星探测发现的Kepler-69c、Kepler-1229b 和 Kepler-395c。此项研究结果已在2022年1月13日举行的美国天文年会作为亮点研究进行新闻发布。
该研究汇总了目前47颗已知的开普勒卫星发现的拥有宜居行星条件的候选恒星，收集了它们的多波段观测数据，通过光谱拟合，识别出在中红外波段处辐射有超出恒星辐射的红外辐射流量，表明有恒星以外的源产生了中红外波段辐射。
针对这些候选恒星，该团队进一步从UKIRT红外深空巡天数据库中获得了高灵敏度的红外图像，以检查候选恒星附近是否有任何明亮的红外背景目标。在排除周边具有明亮背景目标、也细致地去除了微弱的背景目标对候选主恒星的红外热辐射的影响后，研究团队筛选出三颗恒星，他们在中红外波段显示出显著的热辐射超出，验证了类似黄道光的红外热辐射的存在，也表明这三颗恒星周围有类似黄道带的尘埃的存在。
通过对比这三颗恒星与太阳的自转速度表明，其中两颗恒星比太阳年轻得多。另外，相较于太阳系黄道带尘埃的温度（130-390开尔文），这三颗恒星的尘埃温度更高，约为400开尔文。根据美国宇航局官方网站信息，这三颗恒星中的宜居带行星质量是地球的2到3倍，属于超级地球类行星。由此，团队负责人、来自中科院上海天文台的葛健教授认为“这其中的两颗行星系统可能是年轻且活跃的，可能有助于重塑靠近主星区域的尘埃分布，将尘埃加热到更高温度。” 葛教授表示，开普勒卫星开展的系外行星工作揭示了太阳系外行星世界的巨大多样性，上海天文台科研团队正在进行的“地球2.0”项目很有希望发现更多太阳系外的可居住类地行星。
这张是Kepler-69c行星表面刚刚日落之后的天空黄道光的艺术家想象图。Kepler-69c是一个约2.1地球质量的超级地球行星。它位于质量大约0.81太阳质量的类太阳的宜居带的内侧以内。它的大气和表面可能很像我们的金星，大气厚重。由于失控温室效应，它的表面可能会很热且干燥。
艺术图片来自上海天文台徐悦。
【注】“地球 2.0”项目是中科院战略先导支持的空间科学卫星的背景型研究，目标是发射一个到日-地拉格朗日L2点处的由6台凌星和1台微引力透镜望远镜载荷的科学卫星用于搜寻大量的类地行星和流浪地球，包括首次在类太阳的宜居带中发现第二个地球，即地球2.0。