第二顆超級地球被發現了!就在離太陽最近的恆星旁!

2021-01-15 遨遊世界科學

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近日,天文學家在半人馬座近旁拍攝到了第二顆行星,科學家初步猜測它可能有一組巨大的環!

2016年,為歐洲南方天文臺(ESO)工作的天文學家證實,在地球最近的恆星鄰居近地半人馬座(ProximaCentauri)周圍存在一顆地球行星。這顆鄰近的太陽系外行星(Proximab)的發現不乏令人驚訝之處,因為除了與地球大小相似外,它還被發現在恆星可居住區(HZ)內運行。

多虧了一個由國家宇航局領導的研究小組,今年早些時候在半人馬座附近發現了第二顆系外行星(超級地球比鄰星c)。基於這兩顆行星之間的分離,另一個由INAF領導的研究小組試圖用直接成像的方法觀測這顆行星。雖然不完全成功,但他們的觀測結果增加了這樣一種可能性:這顆行星周圍有一個環系統,很像土星。

據了解,這項觀測來自ESO甚大望遠鏡上(VLT)上的光譜偏振高對比度系外行星研究(SPHERE)儀器。

多年來,球體望遠鏡一直在揭示遙遠恆星周圍原行星盤的存在,這是使用傳統光學極難做到的。然而,這組特殊的數據是在為期四年的太陽系外行星(SHINE)球面紅外測量期間收集的,在那裡,球面被用來在近紅外光譜中成像600顆附近的恆星。

依靠球體的高對比度和高角度解析度,這次調查的目的是描述新的行星系統,並探索它們是如何形成的。其中一個這樣的系統是半人馬座近地星,一顆低質量的M型(紅矮星)恆星,距離我們的太陽系只有4.25光年。在從到的調查中,還不知道Proxima c的存在。

和Proximab一樣,Proximac也是通過徑向速度(aka)發現的。都卜勒光譜學)方法。這包括測量恆星的來回運動(或「擺動」),以確定它是否受到行星系引力的影響。然而,研究小組相信,如果Proximac在紅外線中產生足夠大的信號,球體就會探測到它。

帕多瓦天文臺的拉斐爾·格拉頓領導的研究小組在他們的研究中解釋了他們的方法:「我們在四年內通過「光線調查」獲得的球體圖像中尋找對應物。為了解釋行星的預期大軌道運動,我們使用了一種方法,假設從徑向速度獲得的圓軌道,並利用在軌道上接近正交的觀測序列。我們用考慮克卜勒運動K-斯塔克的更一般的方法對此進行了檢驗。」

不幸的是,球體數據沒有顯示出對Proxima c的任何清晰檢測。他們發現的是一個具有強信噪比的候選信號,其軌道平面的方向與之前使用Atacama大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)拍攝的圖像非常吻合。

然而,他們也注意到它的位置和軌道運動與歐空局的蓋亞任務觀測到的不一致。最後,但並非最不重要的是,他們發現候選人有一個出人意料的高視亮度圍繞紅矮星運行的行星。因此,研究小組無法確定他們所觀察到的是否真的是比鄰星c。

然而,這最後一項猜測提出了另一種可能,該小組不得不考慮,這種不尋常的亮度可能是由一種環繞行星的物質造成的。換言之,他們推測亮度可能是由Proxima c周圍的環形系統引起的,該環形系統將在紅外光譜中輻射額外的光。正如他們所解釋的:

「在這種情況下,我們設想要麼是一個引人注目的環形系統,要麼是一群衛星碰撞產生的塵埃,要麼是塵埃蒸發提高了行星的亮度。這對於太陽系外的行星來說是不尋常的,只有比鄰星b是唯一可能的例子,因為它沒有動力質量的測定。」

這使得Proximac成為使用徑向速度測量、近紅外成像和其他方法進行後續研究的主要目標。此外,下一代望遠鏡,如30米望遠鏡(TMT)、巨型麥哲倫望遠鏡(GMT)和ESO的超大望遠鏡(ELT),將非常適合對該系統進行直接成像測量,以探測Proximac。

更重要的是,如果天文學家設法確認這裡看到的候選星是Proxima c,那麼專注於搜尋系外行星的「突破聆聽」項目很可能加入!多年來,該組織一直致力於通過定向能推進將克級的瓦夫飛行器送入半人馬座阿爾法星系的目標。自從Proxima b被發現以來,人們一直在談論如何飛過半人馬座Proxima。

科學家甚至提出利用一艘光帆船接近可能居住的外星行星Proxima b。這艘太空船不僅可以近距離觀察Proxima b,還可以通過Proxima c擺動,獲得行星及其(可能)環系統的一些快照。不管怎樣,如果研究小組的發現得到證實,這將是第一次對從徑向速度測量中發現的行星進行直接成像,也是第二次發生來自周圍行星物質的反射。

無論如何,這些結果可能對未來的研究和半人馬座近地天體的特徵具有重要意義。

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