比鄰星是否擁有第二顆行星?

2020-12-05 天文在線

據美國國家天體物理研究所的研究人員說,距離我們太陽最近的比鄰星附近可能有第二顆行星。如果被證實,它將是一個理想的候選者通過新的即將到來的空間天文望遠鏡來直接成像。藝術家對於半馬人座b的概念,一個地球大小的系外行星圍繞著我們的太陽最近的恆星,接近半馬人座。

現在研究人員認為還有一個更大的行星,也圍繞著這顆恆星運行。圖像來自ESO/M.Kornmesser/維基百科。

天文學家在2016年宣布發現了一顆圍繞距離太陽系最近的恆星比鄰星運行的外行星。令人興奮的是,從宏觀上講這顆行星看起來和地球差不多大而且離地球也不遠,距離大約為4.2光年。

那麼在這個附近的星系中會有其他行星嗎?另一個研究小組在2020年1月15日公布了他們的證據,證明有第二顆更大的行星圍繞著比鄰星運行。不過這時,這個更大的第二顆行星仍然被認為是候選行星。雖然目前還沒能證實,但研究人員確實為該行星的存在提供了令人信服的理由。國家天體物理研究所的Mario Damasso和他的同事在1月15日宣布這個第二顆行星是可能存在的。這篇經過同行評議的新論文發表在當天的《Science Advances》雜誌上。這顆被命名為「比鄰星C」的行星比第一顆行星「比鄰星B」大,體積大約是地球的六倍。這使它成為一個超級地球,即一顆比地球大得多、質量大得多,但比海王星小得多、質量小得多的行星。據估計,它每5.2年繞其恆星運行一周。相比之下,比鄰星b的質量僅僅有地球的1.3倍。

2003年,哈勃太空望遠鏡拍攝到的比鄰星。圖象來自歐洲航天局(ESA)/哈勃/維基百科

儘管比鄰星是離我們最近的恆星,也是半人馬座阿爾法星系的一部分,但一直以來,我們都很難探測到它周圍的行星。這是因為迄今為止發現的大多數系外行星都是通過凌日法觀測到的;也就是說,它們被探測到是因為它們位於我們與它們的主恆星的視線範圍之內,而天文學家們可以探測到當行星從它的前方穿過時,主恆星的光線有微小的下降。但半人馬座比鄰星沒有觀測到這樣的亮度下降。

因而,為了找到這顆恆星的行星,天文學家不得不使用第二種行星搜尋技術,即徑向速度法。徑向速度是指從地球上看到的恆星運動的輕微擺動,是由看不見的行星對它的引力所引起的。這就是半人馬座比鄰星b是如何被發現的,現在,看起來是半人馬座比鄰星c.

兩架歐洲南方天文臺的望遠鏡儀器,高精度徑向速度行星探索器和紫外可見梯形攝影儀,用來獲取半人馬座比鄰星的數據。

達馬索和他的團隊分析了17.5年前恆星的光譜數據,來看看之前報導的光譜信號是否真的來自第二行星。如果光譜在紅色和藍色的徑向速度之間振蕩,這就意味著由於行星的引力,這顆恆星正在緩緩地靠近地球,然後又漸漸遠離。研究者已經發現了一個這樣的信號,並且呈現1900天的周期。這意味著這個信號不可能只是因為恆星磁場的其他周期性轉換。

這種現象與圍繞恆星的第二顆行星更為一致。在我們太陽最近的鄰居恆星中包括了比鄰星。圖片由美國宇航局攝影雜誌提供。所以,這些行星都適合居住嗎?關於這一點,我們知道的還不足以來回答這個問題。比鄰星b幾乎和地球一樣大,並且被認為和地球有著相似的溫度,但是它的軌道卻十分接近它的恆星,那是一顆紅矮星。紅矮星被認為是非常活潑的,並且能夠釋放出強大的太陽耀斑。這些耀斑發出的輻射很可能會剝離所有近距離行星的大氣層。比鄰星C會離恆星更遠一些,但是離我們所知,它可能太冷而不適合生命存在。它也可能更像海王星,有著很深的氣體大氣層,沒有真正的固體表面,而不是一個像地球一樣堅如巖石又更大的超級地球。這些我們都還不知道。

然而,另外一個關於比鄰星行星C激動的消息,它足夠遠離比鄰星的照耀以至於能夠被即將到來的空間望遠鏡直接地拍攝到。到目前為止,只有少部分遠大於行星C的行星能被成功拍攝到,並且拍攝到的照片甚至仍然只是模糊的光束。

馬裡奧達馬索國家天體物理學會,他們的團隊發現了可能的新恆星。

因為最大的角距(離母星一弧秒),比鄰星行星C對於星際的後續跟蹤以及新一代直接圖象儀器的描述來說,會成為一個主要的目標。這對超級地球形成和進化的模型來說,代表了一個機會。如果科學家能多了解關於比鄰星行星B和C,哪怕只是包括行星C的直接成像(行星B較C會難得很多),那就應該能給科學家們關於類地行星和超級地球系外行星實際樣子一個更好的答案,尤其是那些圍繞著紅矮恆星轉的行星。那將會幫助科學家們解決怎樣才是潛在可居住性和怎樣的條件才能造就那種狀態。

來自國家天體物理學會的研究者們發現了離我們的太陽最近的,第二個旋轉比鄰星系的新證據。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.earthsky-Paul Scott Anderson

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