迄今为止对环绕附近恒星的行星进行的最详细的调查表明,其中整整 30% 可能拥有我们自己星球的巨型版本。在本周的国际会议上展示这一发现的天文学家还宣布,他们发现了一个恒星系统,其中包含三颗这样的超级地球——潜在的岩石行星,质量是我们地球的 10 倍。
这两项结果都来自位于智利拉西拉山欧洲南方天文台的 HARPS(高精度径向速度行星搜索器)仪器,该仪器寻找星光颜色中的微小变化,这些变化表明恒星在轨道行星的影响下摇摆。摇摆的频率和强度告诉研究人员行星的大概质量、它与恒星的距离以及完成轨道所需的时间。
过去的实验表明,大约 7% 的恒星拥有行星。但是这些研究很难分辨出与恒星运动的细微变化相对应的相对较小的颜色变化。因此,以这种方式发现的太阳系外行星通常至少与气体巨行星土星或木星一样大。
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然而,HARPS 可以识别出恒星运动中微小的变化,小到每秒六英尺(两米),或者大约是快步行走的人的速度。日内瓦天文台的天文学家迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)说,四年前,天文学家开始使用该仪器对地球 100 光年内的大约 400 颗恒星进行调查,根据之前的调查,这些恒星没有明显的行星迹象。奎洛兹参与了这项新研究。
根据奎洛兹和他的团队在本周在法国南特举行的关于超级地球的会议上报告的初步结果,近 30% 的恒星最终确实拥有行星。“事实证明,我们之前认为没有行星的恒星中,很大一部分实际上拥有行星,但质量很小,”奎洛兹说。他说,他和他的同事已经仔细分析了他们名单上的大约 45 颗恒星。
在一个案例中,HARPS 能够区分出多颗行星的信号。研究人员在同一次会议上报告说,距离 42 光年远的恒星 HD 40307 拥有三颗超级地球,质量至少是地球的 4.2 倍、6.7 倍和 9.4 倍。这些行星分别每 4.3 天、9.6 天和 20.4 天绕 HD 40307 运行一周。
一些新发现的行星可能是固态的。“我们怀疑一个四倍地球[质量]的物体很可能是岩石行星,”奎洛兹说。但要确定这一点,就需要天文学家观察到这样的行星凌日,或者从其母星前面经过。奎洛兹说,研究人员可以利用 HARPS 调查的结果来挑选用于凌日研究的候选恒星。
他补充说,原则上 HARPS 可以探测到紧密轨道中的地球质量行星。他说,在五到十年内,随着新技术融入行星探测仪器,在与地球轨道相当的距离上,在恒星周围可能存在液态水的宜居带中,寻找类地行星可能会变得更容易。