本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
想象一下,您正在看房,尋找一個有吸引力的投資場所。但這是一種不尋常的房產搜尋。通常情況下,您唯一能看到的房子部分只有前門。它有前門這一事實是好的,讓您有信心可能存在其他類似房子的特質;例如一些牆壁、屋頂和房間。但這取決於您來猜測這些特徵,來推測真實的構造是什麼。
這種極其嚴格的方法對於地球上的房地產來說可能非常奇怪(並且對於真人秀節目“猜猜房子!”來說是一個真正奇怪的環節),但它幾乎是系外行星科學的規範。
我們通常對任何給定的恆星系統及其所孕育的行星知之甚少。更多時候,我們只探測到一顆行星,並且由於我們探測技術的靈敏度,這通常是一個位於小軌道上的世界,並且很可能是系統中任何內部天體中最大的。當然,有時我們很幸運,有些系統中多達 8 顆行星(Kepler-90)已經顯露出來。但這在很大程度上是例外情況。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
因此,我們對任何特定行星系統的真實構造都知之甚少。當然,我們可以利用我們對軌道動力學的知識和行星形成理論來填補一些空白。在某些情況下,這甚至使我們能夠預測然後確認最初看不見的世界的存在。但在大多數情況下,我們都茫然無知。
儘管如此,如果一個系統足夠有趣,我們可以投入我們所擁有的一切。我們最近的恆星鄰居,比鄰星,就是一個很好的例子。在 2016 年,對該恆星微妙擺動運動的徑向速度測量揭示了一顆質量至少為地球 1.3 倍的行星的存在,其軌道週期為 11 天。由於比鄰星的亮度是太陽的 0.17%,因此這個微小的軌道實際上將這顆行星 Proxima Cen b 放置在一個可能維持溫帶環境的區域(受許多未知因素影響)。
但是系統中還有其他行星嗎?即使在 2016 年,恆星擺動的資料也暗示了可能存在更多世界,它們的引力會擾動恆星。後來,在 2017 年,來自阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列 (ALMA) 的資料暗示了系統中既存在無線電“閃爍”,也存在可能由其他世界雕刻而成的塵埃帶——這表明可能有一顆第二顆行星 Proxima Cen c 潛伏在那裡。到 2018 年,來自恆星天體測量任務蓋亞的資料也表明,恆星在天空中的移動方式可以用系統中存在另一顆質量更大的行星在更遠處軌道上執行來解釋。
今年,在 2020 年 1 月,超過 15 年的徑向速度測量被分析並用於聲稱探測到了 Proxima Cen c 的訊號;這是一個質量至少是地球 5.8 倍的世界,其軌道週期約為 5.2 年。現在,將這些估計納入對蓋亞的新分析和哈勃太空望遠鏡星敏感器資料(兩者都探測恆星在天空中的視運動)的新分析中,其他研究人員提出了對 Proxima Cen c 的確認,並暗示了這個世界更大的質量,最佳估計範圍在地球質量的 12 倍到 18 倍之間。
有趣的是,天體測量資料也有助於約束行星 c 的軌道平面。如果該平面與內部世界(Proxima Cen b)的軌道平面對齊,則有助於進一步約束該行星的質量,使其位於地球質量的 2 到 3 倍範圍內。
比鄰星行星系統最終究竟是什麼樣子仍懸而未決。可能還存在其他行星,行星“b”擁有溫帶地表環境的可能性可能會增加或減少。但是,就像執著的購房者一樣,我們正在逐漸超越前門,去了解我們最近鄰居的完整構造。
