研究中的超級這張圖顯示了宇宙海岸線如何將保留大氣的系外行星與通過其恒星的XUV輻射失去大氣的系外行星區(qū)分開來。這項研究中的地球幾個行星聚集在海岸線附近，使它們成為“關鍵行星”和進一步研究的超級有趣目標。致謝:uux.cn/Mistry等人，地球2023年
（神秘的超級地球uux.cn）據(jù)今日宇宙（埃文·高夫）：美國宇航局的開普勒飛船已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了我們所知道的大多數(shù)已確認的系外行星。但它的地球繼任者TESS(過境系外行星調查衛(wèi)星)正在迎頭趕上。新的超級研究宣布又有八個TESS候選者被確認，它們都是地球超級地球。
與它的超級前任開普勒相比，TESS的地球行星搜尋任務有一個更精確的目標。TESS是超級專門為探測在地球附近明亮恒星前面過境的系外行星而建造的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約400顆已確認的地球系外行星，但是超級還有一份包含近6000顆候選行星的等待確認的系外行星名單。只有兩種方法來確認所有這些等待中的地球系外行星:進一步的觀察和統(tǒng)計方法。
所有這些未經(jīng)確認的超級候選人都是數(shù)據(jù)。他們藏在苔絲的數(shù)據(jù)里，等待聰明的科學家來驗證。進一步的觀察有助于發(fā)現(xiàn)它們，但不是單獨的觀察。
使用統(tǒng)計工具驗證凌日系外行星(VaTEST)項目使用統(tǒng)計工具和機器學習來梳理TESS的所有數(shù)據(jù)，尋找難以捉摸的系外行星。在VaTEST項目中，科學家不僅能夠在解決假陽性的同時確認行星；他們還能夠描述適合進一步研究的系外行星大氣的特征。
一個科學家小組在題為“VaTEST III:從TESS數(shù)據(jù)中驗證8個潛在的超級地球”的論文中展示了他們的結果他們的論文正在澳大利亞天文學會的出版物上接受審查，目前可以在預印本服務器arXiv上獲得。主要作者是澳大利亞新南威爾士大學的博士生Priyashkumar Mistry。
假陽性是系外行星科學中一個長期存在的問題。當你想一想，很容易明白為什么。TESS正在尋找由一顆系外行星從恒星前面經(jīng)過引起的遙遠恒星周圍星光的微小下降。一個光點是不夠的；我們需要幾個，而且必須有節(jié)奏。但是其他的東西會給人一個凌日行星的錯誤印象，例如，遮蔽雙星。甚至一顆恒星的自然變化也會遮蔽信號。
所以TESS已經(jīng)收集了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須被處理，從真實信號中挑選出假陽性，這就是VaTEST所做的。在這篇論文中，該團隊已經(jīng)驗證了另外八個超級地球。
“我們結合使用地基望遠鏡數(shù)據(jù)、高分辨率成像和被稱為三角龍的統(tǒng)計驗證工具，驗證了八個潛在的超級地球，”作者寫道。

他們不僅發(fā)現(xiàn)了另外八個超級地球，還確定了其中的六個是進一步研究的絕佳候選。“在所有這些經(jīng)過驗證的行星中，其中六顆屬于被稱為‘拱心石行星’的區(qū)域，這使得它們的研究特別有趣，”他們解釋道。
拱頂石星球是一個源于生物學的想法。在生物學中，關鍵物種是定義整個生態(tài)系統(tǒng)的物種。珊瑚礁中的珊瑚就是一個很好的例子。珊瑚礁是一個由珊瑚支撐的獨特的生態(tài)系統(tǒng)。
在系外行星科學中，拱心石行星是有助于解釋系外行星總體數(shù)量的行星。特別是，它有助于解釋我們在系外行星種群中看到的半徑差距。在1.5到2個地球半徑之間的行星很少。很可能是光蒸發(fā)質量損失造成的。恒星的強大輻射，特別是X射線和紫外線輻射(XUV)，隨著時間的推移，可以剝離行星的大氣層，可能造成1.5至2個地球半徑行星的缺乏。
“值得注意的是，在這里調查的大小范圍內的行星在我們的太陽系中是不存在的，這使得他們的研究對于深入了解地球和海王星之間的進化階段至關重要，”作者解釋道。“這些梯形行星在推進我們對低質量恒星周圍半徑谷現(xiàn)象的理解方面發(fā)揮著關鍵作用。”
還有另一個概念與超級地球和半徑間隙有關，它專注于為什么一些行星失去了大氣層并落到間隙以下，而其他的為什么沒有。它被稱為“宇宙海岸線”，是一種將系外行星聯(lián)系在一起的統(tǒng)計趨勢。
宇宙海岸線是保留了大氣的行星和由于來自恒星的XUV輻射而失去大氣的行星之間的分界線。
“在這項研究中，我們使用TESS、地面凌日測光、高分辨率成像和統(tǒng)計驗證工具驗證了八顆系外行星，”作者解釋道。研究人員表示，需要更精確的質量測量來更好地了解它們，對于其中的三顆行星，這些更精確的測量可能是可以實現(xiàn)的。
不僅這些行星中的一些在半徑間隙中，而且其中的兩個適合用JWST及其強大的儀器進行進一步的大氣研究。“我們還發(fā)現(xiàn)，我們驗證過的兩顆行星，TOI-771b和TOI-4559b，適合使用JWST進行透射光譜分析，”作者寫道。
當JWST被設計和建造時，科學家們希望它能夠仔細觀察超級地球的大氣層。在我們的太陽系中沒有這些世界，因此破譯它們的大氣層可以幫助我們理解超級地球在系外行星群體中的位置，它們如何演變，以及它們如何與半徑差距和宇宙海岸線相關聯(lián)。
該團隊模擬了八個超級地球的大氣層，以及JWST號在檢查大氣層時可能會看到的情況。結果很有趣，顯示出二氧化碳、水和最有趣的甲烷的跡象。甲烷可能是一種生物信號，盡管有很多不確定性。在任何系外行星大氣中找到它將有助于科學家更全面地了解它的存在，無論它是否是一個實際的生物信號。
“然而，需要使用JWST對經(jīng)過驗證的行星進行實際觀測，以證實我們的透射光譜分析，”論文總結道。