第二颗行星可能绕地球最近的邻近恒星运行

这颗候选行星非正式地被称为“比邻星 c”,质量似乎是地球的六倍,并且在比邻星系统的寒冷外围轨道上运行

An illustration of Proxima b

比邻星 b 的艺术家印象图,这是一颗围绕我们太阳系最近的邻近恒星,4.2 光年远的半人马座比邻星运行的行星。天文学家宣布了在半人马座比邻星周围可能存在第二颗行星——比邻星 c。

加利福尼亚州伯克利——天文学家表示,他们可能探测到第二颗行星围绕着我们太阳系最近的邻近恒星——半人马座比邻星运行。

这颗行星的存在是在“突破性讨论”年度邀请制跨学科会议上宣布的,该会议由“突破性倡议”(一个主要由硅谷亿万富翁尤里·米尔纳资助的科学研究组织)举办,但其存在仍未得到证实——目前是这样。这颗行星被命名为比邻星 c,它将是一颗所谓的超级地球,其最小质量约为地球质量的六倍。它大约 1900 天的轨道很可能使其成为一个寒冷、不适宜居住的地方,其轨道距离半人马座比邻星约为地球到太阳距离的 1.5 倍——半人马座比邻星是一颗红矮星,距离我们约四光年,比我们熟悉的黄色太阳更小更暗。如果得到证实,这颗新发现的行星将加入比邻星 b的行列,比邻星 b 是一颗质量与地球大致相当的行星,于 2016 年在半人马座比邻星周围更适宜居住的轨道上被发现。

根据都灵天体物理天文台的马里奥·达马索和克里特大学的法比奥·德尔索尔多这两位科学家的介绍,这项初步探测是基于首次揭示比邻星 b 的同一份广泛的多年数据集,并补充了 2017 年对该恒星进行的 60 多次进一步测量。这些测量主要通过欧洲南方天文台 (ESO) 的 HARPS 仪器收集,通过探测这些行星在其宿主恒星上引起的明显摆动来寻找行星。这种摆动的强度提供了对行星质量的估计;摆动的周期揭示了行星的轨道。在其他偶然证据中,比邻星 c 的摆动——半人马座比邻星的位置发生微妙的偏移,略微超过每秒一米——在早期的观测中似乎具有临界意义,但在过去几年的额外测量中被推向了更确定的领域。对半人马座比邻星行星的搜索是由国际“淡红点”行星搜寻团队牵头的。结果总结在一篇已提交给同行评审期刊的论文中。


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“这只是一个候选者,”达马索在演讲中说。“强调这一点非常重要。” 德尔索尔多在他的讲话中也提出了类似的警告,将这颗候选行星比作“空中楼阁”,一个“我们应该继续努力为其打下更坚实基础”的空中楼阁。(达马索和德尔索尔多都拒绝在他们的演讲之外就此记录发表进一步评论,理由是担心他们提交论文的期刊的禁运政策。)

这对科学家表示,使用 HARPS 进行进一步测量最终可以证实比邻星 c 的行星性质,而使用地面和太空中的其他设施进行的后续研究也可以做到这一点。例如,ESO 下一代行星搜寻仪器 ESPRESSO 安装在智利甚大望远镜上,将能够以更高的保真度探测到候选行星引起的摆动。但最有希望的是来自欧洲航天局的银河系测绘盖亚卫星的观测,该卫星正在监测我们星系中超过十亿颗恒星的运动和位置——包括半人马座比邻星。盖亚卫星也可以通过观察摆动来探测这颗行星的存在。德尔索尔多说,到今年晚些时候其五年名义任务结束时,盖亚卫星可以提供“一个决定性的答案”,以确定比邻星 c 是否真实存在。

两位科学家表示,除了仅仅是探测到之外,这颗候选行星还将为后续研究提供令人兴奋的机会,以描述其性质。德尔索尔多表示,比邻星 c 将是“直接成像”的一个“壮观的实验室”——这是天文学家用语,指的是跨越浩瀚的星际空间拍摄行星的照片。比邻星 b 也被讨论为直接成像的一个有成果的目标。但由于比邻星 c 比 b 更远离恒星,因此应该更容易看到。这颗行星有可能在未来的太空天文台(如 NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜和韦伯计划的后继者宽视场红外巡天望远镜)的观测范围内,可能成为太阳系外第一颗在反射光中成像的行星。(以前的行星直接图像都是在红外光中拍摄的,在红外光中,行星恒星的眩光不那么强烈。)

任何比邻星 c 的图像——假设这颗行星被证明是真实的——都可能揭示一个寒冷、气体为主的球体,但仍然可以对努力理解<0xC2><0xA0>超级地球究竟是什么样的天文学家非常有用。尽管超级地球是银河系中最常见的已知行星类型,但在我们自己的太阳系中却完全不存在。超级地球的质量和大小介于地球和海王星之间,它们可能是主要由气体组成的行星,为我们所知的生命提供渺茫的机会,或者相反,是我们自己适宜居住的岩石世界的超大版本。

半人马座比邻星系统中行星的图像也可能有助于解决关于红矮星是否有可能孕育宜居行星的长期争论;这类恒星通常比太阳型恒星更活跃,会用高速粒子和硬辐射流轰击周围的世界,这些辐射会像喷砂油漆一样剥离大气层。图片可以解决这些世界的命运问题——前提是天文学家设法在地球上最强大的望远镜上获得时间来进行观测。

李·比林斯是一位专门研究天文学、物理学、行星科学和航天飞行的科学记者,也是大众科学的高级编辑。他是广受好评的书籍《孤独的五十亿年:在星空中寻找生命》的作者,该书于 2014 年荣获美国物理学会颁发的科学传播奖。除了为大众科学工作外,比林斯的文章还发表在纽约时报华尔街日报波士顿环球报连线新科学家大众科学和许多其他出版物上。比林斯是一位充满活力的公共演说家,曾为 NASA 喷气推进实验室和谷歌做过邀请演讲,并曾担任国家地理、突破奖基金会、先锋工厂和各种其他组织举办的活动的主持人。

比林斯于 2014 年加入大众科学,此前曾在SEED杂志担任编辑。他拥有明尼苏达大学新闻学学士学位。

更多作者:李·比林斯
SA 空间与物理学 第 2 卷 第 3 期本文最初以“第二颗行星可能绕地球最近的邻近恒星运行”为标题发表于SA 空间与物理学 第 2 卷 第 3 期 ()
doi:10.1038/scientificamericanspace0619-12
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