从位于天蝎座 22 光年之外的位置来看，红矮星 M 格利泽 667 C 看上去并不起眼。它的微弱光芒肉眼难见，被两颗更亮的伴星所掩盖。然而，这颗微小、极其普通的恒星可能在确定小型、潜在的类地行星在整个星系中 很常见 方面发挥关键作用。研究人员宣布，有七颗行星围绕着这颗恒星运行——而且，如果他们的数学分析正确，其中三颗可能是可居住的。
先前对格利泽 667 C 的调查已经发现了两颗行星，包括一颗可能位于恒星宜居带的岩石“超级地球”，宜居带是指行星表面可能存在液态水的区域。这颗名为格利泽 667 C c 的行星可能是一颗像地球一样的“金发姑娘”行星，其温度“恰到好处”，既不太热也不太冷，适合我们所知的生命存在。现在，在多年暗示更多行星潜伏在数据中之后，一个由德国哥廷根大学的吉勒姆·安格拉达-埃斯库德和英国赫特福德郡大学的米科·图奥米领导的国际天文学家团队 宣布 他们在这颗恒星周围发现了三到五个额外的世界。其中两个额外的天体可能是位于宜居带的超级地球，这增加了该恒星可能拥有三个金发姑娘世界的可能性。该研究发表在 6 月 26 日在线出版的《天文学与天体物理学》杂志上 (pdf)。
与我们自己的太阳系不同，我们太阳系的内部行星较小，外部行星较大，围绕着一颗 G 型黄色矮星运行，而格利泽 667 C 周围的所有所谓行星都具有中间质量，介于地球和天王星之间。更奇怪的是，除了一个以外，所有行星都挤在水星轨道内，水星是离我们太阳最近的行星。据说这样的系统是“动态紧凑”的，因为它的行星在恒星周围的每个可用稳定岛中都紧密地挤在一起。近年来，随着来自美国宇航局开普勒任务等主要行星调查的 大量数据 的涌入，天文学家震惊地发现，这种紧凑的系统似乎是 我们星系中默认的行星排列方式。“我们从开普勒知道，动态紧凑的系统在太阳型恒星周围很普遍，现在我们又在 M 矮星周围发现了另一个，”安格拉达说。这一结果表明，附近 M 矮星周围存在比以前认为的更多的紧凑系统——以及潜在的可居住行星。
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找到这些行星并非易事，因为小型、潜在的可居住世界通常在恒星抖动的嘈杂背景下几乎无法辨别。与美国宇航局开普勒任务发现的 3,000 多颗可能存在的行星中的大多数不同，这些行星是通过它们的凌日现象发现的——当它们恰好穿过恒星表面时，它们会向地球投下阴影——格利泽 667 C 的行星是通过一种更间接的技术检测到的，即通过它们在轨道上来回移动时，其质量在恒星上引起的来回摆动。对于格利泽 667 C 系统，每颗行星的轨道牵引力只会使整颗恒星的位置移动约每秒一米——步行速度——但恒星沸腾的表面充满了恒星活动，随时可能淹没这种微弱的信号。
在光年中分辨出每秒米级的行星摆动有点像在调谐不良的收音机上收听从静电干扰中发出的微弱音乐。一颗孤独行星的信号就像一根单独、稳定地弹奏的吉他弦的声音，纯净而重复，几乎立即可以识别。然而，多颗行星则更难破译：它们重叠的摆动更像是未调音的管弦乐队同时演奏；只有长时间收听，才能希望从噪声中破译出任何信号。
早期的系外行星暗示
去年，通过温哥华不列颠哥伦比亚大学的天文学家菲利普·格雷戈里的工作，格利泽 667 C 周围出现了一个大型多行星系统的第一个清晰暗示。格雷戈里正在分析来自欧洲南方天文台的 HARPS 光谱仪的公共数据，HARPS 光谱仪是位于智利拉西拉的世界级行星探测仪器。他注意到几个以前未报告的、可能是行星的摆动，包括一个看起来像质量为 2.5 个地球质量的行星，其轨道周期为 39 天——也就是说，除了已经发现的格利泽 667 C c 之外，在恒星宜居带内的另一颗岩石行星。格雷戈里写下他的发现并将其提交给一家期刊，但他并没有声称他发现了新的行星。
在格雷戈里撰写他的 论文 时，安格拉达和他的同事们也通过将 HARPS 的测量结果与来自其他两台望远镜的数据相结合，瞥见了格利泽 667 C 拥有丰富世界的摇摆证据。他们使用两种独立且不同的统计方法分析了组合数据。两种方法都强烈支持先前宣布的两颗行星以及三颗“新”行星的存在，其轨道和质量与格雷戈里在 2012 年报告的几乎相同。其中一种方法还发现了两颗额外小行星的初步证据，一颗位于 17 天的热轨道上，另一颗位于 256 天的寒冷轨道上。几轮进一步的模拟只会增加他们对行星真实性的信心。
格雷戈里赞扬该小组的工作是“非常重要的一步”，并指出，虽然他的论文“引起了人们对宜居带中可能存在多颗行星的关注”，但安格拉达的研究包含“更明确的结果”。
不稳定的统计数据
即便如此，仍然存在疑问。根据 HARPS 团队 M 矮星调查负责人 Xavier Bonfils 的说法，安格拉达的团队采取了各种统计“捷径”，这使得他们的分析更容易执行，但不太稳健。Bonfils 认为，一个关键点是，该团队假设格利泽 667C 的行星位于近圆形轨道上，这一概念更多地得到动力学模拟的支持，而不是来自恒星的实际数据。更细长的“偏心”轨道会使如此紧凑的系统不稳定。因此，如果新行星是真实的，则大多数行星必须追踪低偏心轨道。或者，可能根本没有声称的那么多行星。“他们提出的分析在数学上似乎是正确的，但它是一种不如通常使用的保守方法，”Bonfils 说，并赶紧补充说，他希望这些行星被证明是真实的。“信号是存在的，但这并不意味着它们都是行星。”Bonfils 说，可能需要数百或数千次额外的、耗时的测量才能确认格利泽 667 C 的米级摆动的行星来源。
这不是安格拉达、图奥米及其合作者第一次提出类似的说法，马萨诸塞理工学院著名系外行星研究员萨拉·西格指出，她没有参与该小组的研究。近年来，该小组还宣布了一些其他恒星周围存在小行星——包括潜在的可居住行星——尽管其中许多说法仍未得到证实。
西格解释说，问题不一定在于这些行星不是真实的，而在于用来揭示它们存在的统计技术是如此的深奥，以至于很少有明确的先例和外部专家来正确判断这些说法。“他们使用高度复杂、专业的方法从嘈杂的数据中提取非常微弱的信号，”西格说。“世界上只有少数其他团队可以复制这种类型的数据分析。”
然而，如果安格拉达的结果成立，它们可能会帮助重塑行星探测的未来。像格利泽 667 这样的多星系统和红矮星是银河系中最常见的类型，如果它们中的大多数都拥有紧凑的行星系统，那么太阳系之外最近的可居住世界可能就在附近。
“对此的陈词滥调的回答是，‘非凡的主张需要非凡的证据’，”加州大学圣克鲁兹分校的另一位系外行星专家格雷格·劳克林说，他与这项研究无关。“但你不能真的认为这是一个非凡的主张，因为即使它与我们自己的太阳系完全不同，所提出的也是一种极其普通的行星排列方式。”他补充说，开普勒任务“清楚地表明，像格利泽 667 C 这样的系统，而不是像我们这样的系统，是星系中行星形成的默认模式。”