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來(lái)源：NASA

編輯：張佳

大多數人在實(shí)習的頭幾天都會(huì )找不著(zhù)北，但有這么一名17歲的高中生，竟然在NASA實(shí)習的第三天就發(fā)現了一顆行星，引起了不小的轟動(dòng)，真的是后生可畏??！

2019年的暑假，17歲的Wolf Cukier在位于格林貝爾特的美國國家航空航天局（NASA）戈達德太空飛行中心實(shí)習。在實(shí)習的第三天，他就在第一次任務(wù)中發(fā)現了一顆圍繞兩顆恒星運行的行星。

這個(gè)被太空望遠鏡TESS發(fā)現的行星被命名為“TOI 1338b”，位于距地球1300光年的Pictor星座，它的體積比地球大7倍，介于海王星和土星之間。

系統中的兩顆恒星每15天繞軌道運行一次。一個(gè)比我們的太陽(yáng)大10%左右，另一個(gè)則更冷、更暗，只有太陽(yáng)質(zhì)量的三分之一。

先給大家補充一下背景知識：當一顆行星從它的恒星前方穿過(guò)時(shí)，即稱(chēng)為“凌日”（transits）事件，它的通過(guò)會(huì )導致恒星亮度明顯下降。

但是，繞著(zhù)兩顆恒星運行的行星比繞著(zhù)一顆恒星運行的行星更難檢測。

TOI 1338 b的凌日是不規律的，由于其恒星的軌道運動(dòng)、深度和持續時(shí)間各不相同，每93-95天能觀(guān)測到一次。TESS只能觀(guān)測到橫穿較大恒星的凌日，較小恒星的凌日太微弱，以至于無(wú)法檢測到。

TOI 1338 b的軌道至少在未來(lái)一千萬(wàn)年內是穩定的。不過(guò)，由于軌道對我們來(lái)說(shuō)角度變化很大，凌日將在2023年11月之后停止，8年后恢復。

17歲高中生揭秘行星發(fā)現過(guò)程

“我查看了志愿者們標記為食雙星（eclipsing binary）的所有數據，這是一個(gè)兩顆恒星圍繞彼此旋轉的系統，從我們的角度來(lái)看，每個(gè)軌道都會(huì )發(fā)生星蝕?！?/p>

Cukier說(shuō)：“大概是實(shí)習的第三天，我看到一個(gè)叫TOI 1338的系統發(fā)出的信號。一開(kāi)始我以為是星蝕，但時(shí)機不對。原來(lái)是一顆行星?！?/p>

Wolf Cukier

這顆新行星的發(fā)現者Wolf Cukier現在是一名高中高年級學(xué)生，他的目標是進(jìn)入普林斯頓大學(xué)、斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院這些一流院校，主修天體物理學(xué)或物理學(xué)。

作為電影《星球大戰》粉絲的Cukier稱(chēng)，當他發(fā)現該行星時(shí)，隨即聯(lián)想到《星球大戰》主要人物盧克的家鄉“塔圖因”行星，該行星亦是圍繞兩顆恒星運轉。

《星球大戰》“塔圖因”行星

其實(shí)，這已經(jīng)是17歲的Cukier第二次在太空研究實(shí)驗室實(shí)習了。2018年夏天，Cukier在美國宇航局航天技術(shù)研究員Ravi Kopparapu的指導下，做一個(gè)名叫Goldilocks Zone的項目。

這次Cukier被邀請回航天中心實(shí)習，是在美國宇航局研究科學(xué)家Veselin Kostov的指導下工作的，這也是Kostov第一次帶高中實(shí)習生。

Veselin Kostov

“我給了他一個(gè)我們所做事情的概要，他自學(xué)了一切?！盞ostov說(shuō)：“他學(xué)得真快。他對這一領(lǐng)域的了解真的很好?！?/p>

今年夏天是Cukier第一次參與TESS項目。TESS是指NASA在2018年啟動(dòng)的凌日系外行星勘測衛星項目。

TESS擁有四臺攝像機，每臺攝像機每30分鐘拍攝一片天空的全幀圖像，連續27天?？茖W(xué)家利用這些觀(guān)測結果繪制出恒星亮度隨時(shí)間變化的圖表。

TESS

NASA稱(chēng)，TESS監測恒星的亮度，以確定行星凌日引起的周期性變暗。

Cukier基于對“ 星球獵人” TESS公民科學(xué)項目的探索，找到了一個(gè)要尋找的框架，該框架允許人們梳理TESS數據并對星系進(jìn)行分類(lèi)。

他說(shuō)，在實(shí)習期間看一張照片時(shí)，他覺(jué)得有些東西看起來(lái)“可疑”?！霸谖覀兛吹阶畛醯牧枞蘸?，我們觀(guān)察了整個(gè)光曲線(xiàn)并看到了三個(gè)凌日，”Cukier說(shuō)。

Cukier和Kostov花了幾個(gè)小時(shí)通過(guò)查看多個(gè)數據集來(lái)驗證他們看到的其他特征是否真實(shí)。

Kostov說(shuō)：“在最初的幾個(gè)小時(shí)里，我們只是Cukier和我，當我們99%確定我們看到的兩個(gè)特征是真的時(shí)，我們開(kāi)始告訴同事?！?/p>

“這肯定使接下來(lái)的實(shí)習工作充滿(mǎn)了色彩，”Cukier在談到自己的行星發(fā)現時(shí)說(shuō)：“現在，我不僅在尋找更多的行星，而且我正在學(xué)習對我們懷疑是行星的行星進(jìn)行核實(shí)的完整過(guò)程?！?/p>

這個(gè)過(guò)程包括使用不同的數據工具，并與來(lái)自芝加哥大學(xué)、MIT和圣地亞哥州立大學(xué)的研究人員合作。

Kostov說(shuō)，這個(gè)過(guò)程比正常情況要快得多，大約需要2到3個(gè)月的時(shí)間來(lái)確認庫克爾發(fā)現的是一顆行星。

Kostov認為，這一發(fā)現是TESS能力的一個(gè)好跡象，他相信會(huì )有更多的行星被發(fā)現?！癟ESS是唯一能讓我們發(fā)現這類(lèi)行星的儀器。

雖然Cukier不能給這個(gè)星球命名，但他的兄弟提供了一個(gè)更好的綽號：Wolftopia。

NASA的開(kāi)普勒和K2任務(wù)先前在10個(gè)系統中發(fā)現了12顆環(huán)繞雙星，都與Toi1338 b相似。Kostov說(shuō)，對雙星系統的觀(guān)測傾向于尋找更大的行星。較小天體的凌日對恒星的亮度沒(méi)有那么大的影響。

在最初的兩年任務(wù)中，TESS預計將觀(guān)測到數十萬(wàn)個(gè)日食雙星，因此更多的這類(lèi)環(huán)繞雙星會(huì )被發(fā)現。

1月6日在檀香山舉行的第235屆美國天文學(xué)會(huì )會(huì )議上，專(zhuān)家小組討論了這項發(fā)現。Cukier與NASA的同事和圣地亞哥州立大學(xué)，芝加哥大學(xué)及其他機構的科學(xué)家共同撰寫(xiě)了一篇關(guān)于他的實(shí)習發(fā)現的論文，該論文已經(jīng)提交給科學(xué)期刊。

參考鏈接：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-s-tess-mission-uncovers-its-1st-world-with-two-stars

https://www.washingtonpost.com/technology/2020/01/10/teenager-discovered-new-planet-third-day-his-nasa-internship/