從位於天蠍座 22 光年之外的位置來看，紅矮星 M 格利澤 667 C 看上去並不起眼。它的微弱光芒肉眼難見，被兩顆更亮的伴星所掩蓋。然而，這顆微小、極其普通的恆星可能在確定小型、潛在的類地行星在整個星系中 很常見 方面發揮關鍵作用。研究人員宣佈，有七顆行星圍繞著這顆恆星執行——而且，如果他們的數學分析正確，其中三顆可能是可居住的。
先前對格利澤 667 C 的調查已經發現了兩顆行星，包括一顆可能位於恆星宜居帶的岩石“超級地球”，宜居帶是指行星表面可能存在液態水的區域。這顆名為格利澤 667 C c 的行星可能是一顆像地球一樣的“金髮姑娘”行星，其溫度“恰到好處”，既不太熱也不太冷，適合我們所知的生命存在。現在，在多年暗示更多行星潛伏在資料中之後，一個由德國哥廷根大學的吉勒姆·安格拉達-埃斯庫德和英國赫特福德郡大學的米科·圖奧米領導的國際天文學家團隊 宣佈 他們在這顆恆星周圍發現了三到五個額外的世界。其中兩個額外的天體可能是位於宜居帶的超級地球，這增加了該恆星可能擁有三個金髮姑娘世界的可能性。該研究發表在 6 月 26 日線上出版的《天文學與天體物理學》雜誌上 (pdf)。
與我們自己的太陽系不同，我們太陽系的內部行星較小，外部行星較大，圍繞著一顆 G 型黃色矮星執行，而格利澤 667 C 周圍的所有所謂行星都具有中間質量，介於地球和天王星之間。更奇怪的是，除了一個以外，所有行星都擠在水星軌道內，水星是離我們太陽最近的行星。據說這樣的系統是“動態緊湊”的，因為它的行星在恆星周圍的每個可用穩定島中都緊密地擠在一起。近年來，隨著來自美國宇航局開普勒任務等主要行星調查的 大量資料 的湧入，天文學家震驚地發現，這種緊湊的系統似乎是 我們星系中預設的行星排列方式。“我們從開普勒知道，動態緊湊的系統在太陽型恆星周圍很普遍，現在我們又在 M 矮星周圍發現了另一個，”安格拉達說。這一結果表明，附近 M 矮星周圍存在比以前認為的更多的緊湊系統——以及潛在的可居住行星。
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找到這些行星並非易事，因為小型、潛在的可居住世界通常在恆星抖動的嘈雜背景下幾乎無法辨別。與美國宇航局開普勒任務發現的 3,000 多顆可能存在的行星中的大多數不同，這些行星是透過它們的凌日現象發現的——當它們恰好穿過恆星表面時，它們會向地球投下陰影——格利澤 667 C 的行星是透過一種更間接的技術檢測到的，即透過它們在軌道上來回移動時，其質量在恆星上引起的來回擺動。對於格利澤 667 C 系統，每顆行星的軌道牽引力只會使整顆恆星的位置移動約每秒一米——步行速度——但恆星沸騰的表面充滿了恆星活動，隨時可能淹沒這種微弱的訊號。
在光年中分辨出每秒米級的行星擺動有點像在調諧不良的收音機上收聽從靜電干擾中發出的微弱音樂。一顆孤獨行星的訊號就像一根單獨、穩定地彈奏的吉他弦的聲音，純淨而重複，幾乎立即可以識別。然而，多顆行星則更難破譯：它們重疊的擺動更像是未調音的管絃樂隊同時演奏；只有長時間收聽，才能希望從噪聲中破譯出任何訊號。
早期的系外行星暗示
去年，透過溫哥華不列顛哥倫比亞大學的天文學家菲利普·格雷戈裡的工作，格利澤 667 C 周圍出現了一個大型多行星系統的第一個清晰暗示。格雷戈里正在分析來自歐洲南方天文臺的 HARPS 光譜儀的公共資料，HARPS 光譜儀是位於智利拉西拉的世界級行星探測儀器。他注意到幾個以前未報告的、可能是行星的擺動，包括一個看起來像質量為 2.5 個地球質量的行星，其軌道週期為 39 天——也就是說，除了已經發現的格利澤 667 C c 之外，在恆星宜居帶內的另一顆岩石行星。格雷戈裡寫下他的發現並將其提交給一家期刊，但他並沒有聲稱他發現了新的行星。
在格雷戈裡撰寫他的 論文 時，安格拉達和他的同事們也透過將 HARPS 的測量結果與來自其他兩臺望遠鏡的資料相結合，瞥見了格利澤 667 C 擁有豐富世界的搖擺證據。他們使用兩種獨立且不同的統計方法分析了組合資料。兩種方法都強烈支援先前宣佈的兩顆行星以及三顆“新”行星的存在，其軌道和質量與格雷戈裡在 2012 年報告的幾乎相同。其中一種方法還發現了兩顆額外小行星的初步證據，一顆位於 17 天的熱軌道上，另一顆位於 256 天的寒冷軌道上。幾輪進一步的模擬只會增加他們對行星真實性的信心。
格雷戈裡讚揚該小組的工作是“非常重要的一步”，並指出，雖然他的論文“引起了人們對宜居帶中可能存在多顆行星的關注”，但安格拉達的研究包含“更明確的結果”。
不穩定的統計資料
即便如此，仍然存在疑問。根據 HARPS 團隊 M 矮星調查負責人 Xavier Bonfils 的說法，安格拉達的團隊採取了各種統計“捷徑”，這使得他們的分析更容易執行，但不太穩健。Bonfils 認為，一個關鍵點是，該團隊假設格利澤 667C 的行星位於近圓形軌道上，這一概念更多地得到動力學模擬的支援，而不是來自恆星的實際資料。更細長的“偏心”軌道會使如此緊湊的系統不穩定。因此，如果新行星是真實的，則大多數行星必須追蹤低偏心軌道。或者，可能根本沒有聲稱的那麼多行星。“他們提出的分析在數學上似乎是正確的，但它是一種不如通常使用的保守方法，”Bonfils 說，並趕緊補充說，他希望這些行星被證明是真實的。“訊號是存在的，但這並不意味著它們都是行星。”Bonfils 說，可能需要數百或數千次額外的、耗時的測量才能確認格利澤 667 C 的米級擺動的行星來源。
這不是安格拉達、圖奧米及其合作者第一次提出類似的說法，馬薩諸塞理工學院著名系外行星研究員薩拉·西格指出，她沒有參與該小組的研究。近年來，該小組還宣佈了一些其他恆星周圍存在小行星——包括潛在的可居住行星——儘管其中許多說法仍未得到證實。
西格解釋說，問題不一定在於這些行星不是真實的，而在於用來揭示它們存在的統計技術是如此的深奧，以至於很少有明確的先例和外部專家來正確判斷這些說法。“他們使用高度複雜、專業的方法從嘈雜的資料中提取非常微弱的訊號，”西格說。“世界上只有少數其他團隊可以複製這種型別的資料分析。”
然而，如果安格拉達的結果成立，它們可能會幫助重塑行星探測的未來。像格利澤 667 這樣的多星系統和紅矮星是銀河系中最常見的型別，如果它們中的大多數都擁有緊湊的行星系統，那麼太陽系之外最近的可居住世界可能就在附近。
“對此的陳詞濫調的回答是，‘非凡的主張需要非凡的證據’，”加州大學聖克魯茲分校的另一位系外行星專家格雷格·勞克林說，他與這項研究無關。“但你不能真的認為這是一個非凡的主張，因為即使它與我們自己的太陽系完全不同，所提出的也是一種極其普通的行星排列方式。”他補充說，開普勒任務“清楚地表明，像格利澤 667 C 這樣的系統，而不是像我們這樣的系統，是星系中行星形成的預設模式。”