第二顆行星可能繞地球最近的鄰近恆星執行

這顆候選行星非正式地被稱為“比鄰星 c”,質量似乎是地球的六倍,並且在比鄰星系統的寒冷外圍軌道上執行

An illustration of Proxima b

比鄰星 b 的藝術家印象圖,這是一顆圍繞我們太陽系最近的鄰近恆星,4.2 光年遠的半人馬座比鄰星執行的行星。天文學家宣佈了在半人馬座比鄰星周圍可能存在第二顆行星——比鄰星 c。

加利福尼亞州伯克利——天文學家表示,他們可能探測到第二顆行星圍繞著我們太陽系最近的鄰近恆星——半人馬座比鄰星執行。

這顆行星的存在是在“突破性討論”年度邀請制跨學科會議上宣佈的,該會議由“突破性倡議”(一個主要由矽谷億萬富翁尤里·米爾納資助的科學研究組織)舉辦,但其存在仍未得到證實——目前是這樣。這顆行星被命名為比鄰星 c,它將是一顆所謂的超級地球,其最小質量約為地球質量的六倍。它大約 1900 天的軌道很可能使其成為一個寒冷、不適宜居住的地方,其軌道距離半人馬座比鄰星約為地球到太陽距離的 1.5 倍——半人馬座比鄰星是一顆紅矮星,距離我們約四光年,比我們熟悉的黃色太陽更小更暗。如果得到證實,這顆新發現的行星將加入比鄰星 b的行列,比鄰星 b 是一顆質量與地球大致相當的行星,於 2016 年在半人馬座比鄰星周圍更適宜居住的軌道上被發現。

根據都靈天體物理天文臺的馬里奧·達馬索和克里特大學的法比奧·德爾索爾多這兩位科學家的介紹,這項初步探測是基於首次揭示比鄰星 b 的同一份廣泛的多年資料集,並補充了 2017 年對該恆星進行的 60 多次進一步測量。這些測量主要透過歐洲南方天文臺 (ESO) 的 HARPS 儀器收集,透過探測這些行星在其宿主恆星上引起的明顯擺動來尋找行星。這種擺動的強度提供了對行星質量的估計;擺動的週期揭示了行星的軌道。在其他偶然證據中,比鄰星 c 的擺動——半人馬座比鄰星的位置發生微妙的偏移,略微超過每秒一米——在早期的觀測中似乎具有臨界意義,但在過去幾年的額外測量中被推向了更確定的領域。對半人馬座比鄰星行星的搜尋是由國際“淡紅點”行星搜尋團隊牽頭的。結果總結在一篇已提交給同行評審期刊的論文中。


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“這只是一個候選者,”達馬索在演講中說。“強調這一點非常重要。” 德爾索爾多在他的講話中也提出了類似的警告,將這顆候選行星比作“空中樓閣”,一個“我們應該繼續努力為其打下更堅實基礎”的空中樓閣。(達馬索和德爾索爾多都拒絕在他們的演講之外就此記錄發表進一步評論,理由是擔心他們提交論文的期刊的禁運政策。)

這對科學家表示,使用 HARPS 進行進一步測量最終可以證實比鄰星 c 的行星性質,而使用地面和太空中的其他設施進行的後續研究也可以做到這一點。例如,ESO 下一代行星搜尋儀器 ESPRESSO 安裝在智利甚大望遠鏡上,將能夠以更高的保真度探測到候選行星引起的擺動。但最有希望的是來自歐洲航天局的銀河系測繪蓋亞衛星的觀測,該衛星正在監測我們星系中超過十億顆恆星的運動和位置——包括半人馬座比鄰星。蓋亞衛星也可以透過觀察擺動來探測這顆行星的存在。德爾索爾多說,到今年晚些時候其五年名義任務結束時,蓋亞衛星可以提供“一個決定性的答案”,以確定比鄰星 c 是否真實存在。

兩位科學家表示,除了僅僅是探測到之外,這顆候選行星還將為後續研究提供令人興奮的機會,以描述其性質。德爾索爾多表示,比鄰星 c 將是“直接成像”的一個“壯觀的實驗室”——這是天文學家用語,指的是跨越浩瀚的星際空間拍攝行星的照片。比鄰星 b 也被討論為直接成像的一個有成果的目標。但由於比鄰星 c 比 b 更遠離恆星,因此應該更容易看到。這顆行星有可能在未來的太空天文臺(如 NASA 的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和韋伯計劃的後繼者寬視場紅外巡天望遠鏡)的觀測範圍內,可能成為太陽系外第一顆在反射光中成像的行星。(以前的行星直接影像都是在紅外光中拍攝的,在紅外光中,行星恆星的眩光不那麼強烈。)

任何比鄰星 c 的影像——假設這顆行星被證明是真實的——都可能揭示一個寒冷、氣體為主的球體,但仍然可以對努力理解<0xC2><0xA0>超級地球究竟是什麼樣的天文學家非常有用。儘管超級地球是銀河系中最常見的已知行星型別,但在我們自己的太陽系中卻完全不存在。超級地球的質量和大小介於地球和海王星之間,它們可能是主要由氣體組成的行星,為我們所知的生命提供渺茫的機會,或者相反,是我們自己適宜居住的岩石世界的超大版本。

半人馬座比鄰星系統中行星的影像也可能有助於解決關於紅矮星是否有可能孕育宜居行星的長期爭論;這類恆星通常比太陽型恆星更活躍,會用高速粒子和硬輻射流轟擊周圍的世界,這些輻射會像噴砂油漆一樣剝離大氣層。圖片可以解決這些世界的命運問題——前提是天文學家設法在地球上最強大的望遠鏡上獲得時間來進行觀測。

李·比林斯是一位專門研究天文學、物理學、行星科學和航天飛行的科學記者,也是大眾科學的高階編輯。他是廣受好評的書籍《孤獨的五十億年:在星空中尋找生命》的作者,該書於 2014 年榮獲美國物理學會頒發的科學傳播獎。除了為大眾科學工作外,比林斯的文章還發表在紐約時報華爾街日報波士頓環球報連線新科學家大眾科學和許多其他出版物上。比林斯是一位充滿活力的公共演說家,曾為 NASA 噴氣推進實驗室和谷歌做過邀請演講,並曾擔任國家地理、突破獎基金會、先鋒工廠和各種其他組織舉辦的活動的主持人。

比林斯於 2014 年加入大眾科學,此前曾在SEED雜誌擔任編輯。他擁有明尼蘇達大學新聞學學士學位。

更多作者:李·比林斯
SA 空間與物理學 第 2 卷 第 3 期本文最初以“第二顆行星可能繞地球最近的鄰近恆星執行”為標題發表於SA 空間與物理學 第 2 卷 第 3 期 ()
doi:10.1038/scientificamericanspace0619-12
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