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對於科學家來說，找到一個與地球相同的星球，甚至是粗略的近似星球，已被證明是一件困難的事情。 圍繞其他恆星執行的行星目錄在10月份增加到400多個條目，但驅動系外行星研究的主要目標是發現一個可居住的世界，而這一目標仍未實現。然而，一些粗略的近似值開始出現。
根據人類有限的經驗，宜居性似乎意味著一個小型星球——一顆類地行星，而不是像木星或土星那樣的氣體巨星——以舒適的“金髮姑娘”距離繞其恆星執行，使水以液態形式存在。不幸的是，一些最容易被探測到的行星是所謂的“熱木星”：巨大的天體緊緊地抱住它們的宿主恆星，因此會受到極高的（並且可能否定生命）溫度的影響。
但是，本週發表或宣佈的三篇論文表明，系外行星的搜尋已經取得了多大的進展，以及這些專案如何朝著找到一個類似地球的行星，甚至可能是一個附近的行星邁進。在12月17日的《自然》雜誌上，哈佛-史密森天體物理學中心的戴維·查博諾和他的同事們提出了證據，證明附近存在一顆所謂的超級地球——一顆比我們自己的地球大，但比天王星和海王星小的行星，它們分別是太陽系中質量和直徑最大的行星。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）週一，兩項計劃在《天體物理學雜誌》上發表的研究被公佈，每項研究都聲稱發現了圍繞附近類太陽恆星執行的不同超級地球。
地球的類似物，以及在較小程度上超級地球，之所以如此難以捉摸，部分原因是系外行星探測的兩種主要模式更有利於更大、更熱的行星。凌星搜尋，即跟蹤行星從恆星前方經過時恆星的週期性變暗，更容易探測到近距離軌道上的大型行星，當它們遮蔽恆星時會遮擋更多的光。而徑向速度搜索，即尋找恆星在軌道伴星的影響下搖擺時恆星光線的多普勒頻移，更適合於在宿主恆星中引起更大引力搖擺的大質量行星。
查博諾和他的同事發現的這顆行星被稱為GJ 1214 b，估計質量為地球的6.55倍，直徑是地球的2.68倍。每38小時，GJ 1214 b 就完成一次圍繞 GJ 1214 的軌道執行，GJ 1214 是一顆昏暗、輕型的紅矮星，被稱為 M 型矮星，距離太陽僅 42 光年。
GJ 1214 b 是透過 MEarth 專案發現的，該專案使用八臺業餘尺寸的望遠鏡來監測附近的 M 型矮星，以尋找凌星行星引起的週期性變暗。觀察到的變暗量，結合恆星的已知大小，使查博諾的團隊能夠估計 GJ 1214 b 的直徑。MEarth 團隊還使用了來自 更大的望遠鏡的徑向速度資料，以探測行星對其宿主恆星的引力，從而得出質量估計值。在今年早些時候由太空歐洲 COROT 望遠鏡發現的COROT 7 b之後，GJ 1214 b 是已知直徑和質量的最小行星。
M 型矮星由於溫度較低而成為特別有吸引力的目標。即使像 GJ 1214 b 這樣的行星，其軌道比太陽系中發現的任何行星都要緊密得多，如果它有類似地球的大氣層，也可能足夠冷，讓水凝結成液態。新發現的行星“有點太熱，無法擁有液態水，但它並沒有錯過太多”，查博諾週一在電視新聞釋出會上說。“這可能不是你所說的宜居世界，”他警告說，並指出這樣的發現可能只是幾年後的事。美國宇航局的開普勒任務，以及在較小程度上，COROT，如果它們像天文學家懷疑的那樣相對普遍，那麼它們就完全有可能找到地球的類似物。
查博諾說，這顆炙熱的小行星可能仍然有液態水：它的密度與富含水的構成一致，加上一個巨大的大氣層，其壓力將使水在高溫下保持液態。但是，系外行星研究員薩拉·西格，一位沒有參與這項新研究的麻省理工學院的天體物理學家指出，“我們真的不知道”GJ 1214 b 是由什麼構成的；許多成分分佈可以解釋該行星的觀測密度。“沒有唯一的組合”可以產生給定的密度，她說。GJ 1214 b 與太陽系的相對接近性應該允許已經在執行的大型望遠鏡進行更詳細的研究。“我們希望在不久的將來直接瞭解大氣層，”查博諾說。
總結超級地球三部曲
在本週釋出的《天體物理學雜誌》的一篇論文中，加州大學聖克魯茲分校的天文學家史蒂文·沃格特和他的同事發現了一顆質量更小的超級地球，它圍繞著 61 Virginis 執行，這顆恆星距離地球僅 28 光年，在質量、直徑和亮度方面與太陽相似。據估計，質量為 5.1 個地球的 61 Vir b 似乎在 61 Virginis 系統中至少有兩個更大的行星兄弟姐妹伴隨著它。
本週公佈的第三個超級地球來自發現 61 Virginis 周圍行星的團隊的一個子集。較小的團隊證明了至少有一顆，也可能是三顆行星圍繞著類似太陽的恆星 HD 1461 執行，該恆星距離地球約 76 光年。更可靠的行星探測是超級地球 HD 1461 b，估計質量是地球的 7.4 倍。
61 Vir b 和 HD 1461 b 都是僅透過徑向速度或恆星搖擺測量值檢測到的，這意味著它們的直徑仍然未知。後續觀測可能能夠發現行星凌星現象，但前提是行星的軌道沿著我們的視線經過各自的恆星。在任何情況下，鑑於 61 Vir b 和 HD 1461 b 以大約水星繞太陽執行距離的六分之一的距離繞太陽類比物執行，因此它們都將是灼熱的天體，不適合我們所知的生命生存。
儘管宜居世界仍然難以捉摸，但天文學家正在穩步透過沿途的里程碑。“到目前為止，我們能夠詳細研究的行星是熱木星，”西格說，她將新公告視為未來發展的跡象。“即將到來的新年有點像我們在系外行星方面的新年，因為我們正在從舊的東西——熱木星——轉向新的東西，即超級地球。”