临近的系外行星:天文学家在最近的恒星系统中发现世界

这颗围绕半人马座阿尔法星B运行的小行星,距离仅四光年,对于生命来说太热,但可能存在适宜居住的邻居

随着人类的无线电和电视广播泄漏到太空,并以光速在银河系中传播,我们不禁会猜想,谁可能在收听——以及他们可能对我们了解多少。一个假想的文明如果位于 50 光年之外,并且拥有接收和解码我们散乱无线电波的技术,将会目睹一颗星球深陷古巴导弹危机之中,1962 年的景象和声音才刚刚到达他们的探测器。

另一方面,居住在离太阳最近的恒星系统中的外星文明,将更了解现代地球生活。那里的外星人可能正在关注 2008 年美国总统大选的最后几个月,即参议员约翰·麦凯恩和巴拉克·奥巴马之间的竞争——我们希望,他们不会因为所有那些负面的政治广告而对人类做出过于严厉的评判。

然而,直到最近,才知晓有行星围绕着离太阳最近的三颗恒星——比邻星、半人马座阿尔法星 A 和半人马座阿尔法星 B 中的任何一颗运行。现在,一个欧洲研究团队重新燃起了希望,我们的太阳系确实有附近的邻居。在 10 月 17 日在线发表于《自然》杂志上的一篇论文中,该小组报告了一颗系外行星的发现,它围绕半人马座阿尔法星 B 运行,距离仅 4.3 光年。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)


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“半人马座阿尔法星 B 当然是一个非常特殊的例子,”瑞士日内瓦天文台的研究合著者 Stéphane Udry 在与记者的电话会议上说。“它是我们隔壁的邻居。” 第二近的已知系外行星,波江座ε星b,距离是它的两倍多。

“对我来说,这是十年来的重大发现,”耶鲁大学天文学家黛布拉·费舍尔说,她没有参与这项新研究。“看看它——它是最近的恒星系统。”

但是,这个新发现的世界,按照惯例将被赋予笨拙的名称半人马座阿尔法星 Bb,不仅仅是一个统计上的新奇事物。它应该是一个像地球一样的岩石世界——它的质量可能只有我们星球的 1.13 倍。尽管这个世界太热而无法支持我们所知的生命,但它的存在表明,在同一行星系统中,可能存在更多位于更温和轨道上的类地行星。

“这些岩石行星往往成群出现,”费舍尔说。“因此,很有可能在半人马座阿尔法星 B 周围还有其他的岩石行星。这些行星将位于更远的地方,并且可能正好位于宜居带内。”

当然,这种推测取决于系外行星发现的有效性。这项声称的发现正处于最佳天文仪器可探测的边缘,并且尚未得到其他天文学家的证实。

乌德里和他的同事通过追踪来自半人马座阿尔法星 B 的星光中的多普勒频移,发现了这颗假定的行星——所谓的径向速度法行星搜索。轨道行星对其主恒星施加引力;有些行星会非常轻微地加速恒星朝向或远离地球。日内瓦团队的HARPS 光谱仪安装在智利拉西拉天文台的 3.6 米望远镜上,是世界上测量恒星径向速度微小变化的首要仪器。

行星越小,引力拖拽就越小。而围绕半人马座阿尔法星 B 运行的行星,质量大约与地球相当,是已知最小的行星之一。为了提取其微小的信号,研究人员需要仔细监测和描述恒星的长期活动。就像太阳一样,磁性太阳黑子成群出现,然后在 11 年周期中几乎消失殆尽,半人马座阿尔法星 B 也表现出恒星活动的周期性模式。磁性斑点会改变恒星内部等离子体的对流,进而影响其相对于地球的测量速度。(等离子体涌入的恒星似乎比等离子体后退的恒星更快地向地球移动。)“在半人马座阿尔法星 B 上,我们有一个大约八年的磁周期,”日内瓦天文台的主要研究作者 Xavier Dumusque 在电话会议上说。“在不同的活动阶段,我们看到的是,您的恒星上会出现越来越多的斑点,这将扰乱您的径向速度。”

杜穆斯克说,他和他的同事在几年内对半人马座阿尔法星 B 进行了 450 多次观测,以掌握其行为。在减去恒星的轨道运动以及假定的星斑等影响后,剩下的是一个微小的波动——交替的加速和减速,这归因于一颗低质量行星在 3.2 天轨道上的引力牵引。这颗行星的牵引力对半人马座阿尔法星 B 的速度贡献很小,约为每秒 50 厘米,而半人马座阿尔法星 B 目前相对于地球的速度约为每秒 20 公里。

“这是一个非常难做的探测,”费舍尔说。“我知道瑞士团队非常谨慎。我对他们很有信心。” 日内瓦小组是第一个在 1995 年发现一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星的团队,此后又发现了 100 多个新世界。另一位著名的行星猎手,加州大学伯克利分校的杰夫·马西说,新行星的证据似乎很充分。“如果这颗行星的存在是正确的,我怀疑是这样,那么这是一个历史性的发现,”马西在一封电子邮件中写道。“你可以把西瓜籽吐到半人马座阿尔法星。”

费舍尔指出,她和她的同事最近完成了对他们在智利的的光谱仪的重大升级,他们现在正在努力确定他们自己有限的数据是否能够帮助证实半人马座阿尔法星 B 周围存在行星。与此同时,全球各地的天文学家无疑将以新的兴趣转向我们最近的恒星系统,希望在那里找到更多的行星,特别是可能孕育生命的行星。“这实际上让我非常乐观。我对这个结果感到非常兴奋,”费舍尔说。“我希望是我发现的。”

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