比邻星b不孤单——过年就要热热闹闹_风闻

原创：牧夫天文

作者：Mike Wall

编译：王婧彧

校对：王茸 张砚斌 尼安吉

美编：刘炎成

后台：库特莉亚夫卡 李子琦

原文链接：

https://www.space.com/proxima-centuri-candidate-alien-planet-proxima-c.html

比邻星行星系统的艺术想象图

上图右侧描绘的是新发现的系外行星候选者——比邻星c(Proxima c),它以5.2地球年的周期围绕着红矮星比邻星公转。这个行星系统还包括一个稍小的比邻星b(上图左侧)，于2016年被发现。

Credit:Lorenzo Santinelli

比邻星b的独生子女生活一去不复返了。

故事要从2016年8月说起。天文学家宣布在离太阳最近的恒星——相距只有4.2光年的比邻星——附近发现一个地球大小的系外行星在围绕着它旋转。（相比之下，银河系的盘面直径大约10万光年）

这颗行星就是比邻星b，它正好位于比邻星的“宜居带”内，也就是恒星周边液态水恰好能够在行星表面存在的距离范围。因此，在另一个“太阳系”里，生命也许已经欣欣向荣了。（然而，这个几率的大小一直备受争议。比邻星b和母星是潮汐锁定的，这意味着它上面是冰火二重天。此外，红矮星十分活跃，强烈的火焰也许早就剥去了比邻星b的大气层。）

比邻星b艺术想象图（左侧亮星为比邻星）

Credit: ESO/M. Kornmesser

发现者们分析了多年来安装在智利欧南台的HARPS（高精度视向速度行星搜索器，High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher）和UVES（紫外和可见光光栅摄谱仪，Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph）得到的视向速度数据，注意到比邻星受到围绕着它旋转的一颗行星比邻星b引力的拖拽。

这支由来自伦敦大学玛丽女王学院的Guillem Anglada-Escudé领导的团队在当时并没有发现还有其他行星也围着这颗红矮星旋转的迹象，但是他们也无法排除这种可能性。现在，一项新的研究表明，地球最“亲近”的系外行星也许并不孤单。

寒冷的“准”超级地球

在这项1月15日发表在期刊《Science Advances》的研究中，一支由Mario Damasso、Fabio Del Sordo以及Anglada Escudé领导的团队重新检查了旧的HARPS和UVES数据和一些新的HARPS观测资料。

研究者们分析了比邻星近年来的光谱数据，希望能找到表明另一颗行星存在的周期性振荡。（Damasso和Del Sordo在去年四月份在加州伯克利举行的重大突破讨论会上展示了他们的结果。）

HARPS和UVES 的观测横跨17.5年，有太多的信息要研究了。这项艰巨的任务让比邻星c进入科学家们的视野。这是一颗至少6倍地球质量的行星，因此也许是一颗超级地球。比邻星c每5.2地球年环绕比邻星一周，这使它不利于生命的存在。

在意大利国家天体物理研究所运转的图灵天体物理台进行研究的Damasso指出，考虑到低亮度的母星和比邻星c的公转轨道大小，它能接收到的日射很少。简单估计一下，它的行星平衡温度（指将行星当作黑体—即能够吸收全部外来电磁波辐射能量的理想物体—且只考虑母星为外在辐射源时行星的表面温度）大约是40K（等于-233摄氏度）。

但是Damasso 和Del Sordo都强调宜居性是一个难题，因为要考虑的因素太多了，并且我们对于大多的系外行星系统的了解很匮乏。比如，要估计一个星球的真实的生命支撑能力，我们需要知道它的大气层有多厚以及是由什么组成的，还有它的母星是否活跃。（就像比邻星b的例子那样）

除此之外，即使不位于“宜居带”的行星也有可能孕育生命。毕竟，木星的卫星欧罗巴（木卫二）和土星的卫星恩塞拉都斯（土卫二）虽然都覆盖有冰壳，但同时也都拥有大量的地下液态水海洋，为生命的产生提供了条件。

木卫二

Credit: NASA/JPL/DLR

土卫二

Credit:NASA/JPL

而且，所有关于宜居性的讨论都是评估一颗行星是否适合类地生命的依据，但是事实是我们并不能保证外星人和我们的生物化学结构相同。克里特大学的Del Sordo表示，他深信未来会发现许许多多我们料想不到的行星特征，但是现在这种信念与科学无关，只是个人的一种观点。

前路漫漫

Damasso 和Del Sordo强调，比邻星c目前只是一位候选者，还需要其他的数据来确认它的存在。理想情况下，这些资料会是来自欧空局的用来天体测量的盖亚卫星（Gaia）。

盖亚卫星

Credit:ESA

Damasso说：“根据我们的研究，如果盖亚能给我们预期质量的数据，并且没有任何未知的障碍的话，我们的这次探测就能很可信地被证实或否定。”他补充道，研究团队正在分析其他的HARPS和UVES数据能否肯定他们的发现。此外，研究员们正在考虑通过直接成像搜寻比邻星c，特别是利用安装在智利ESO的甚大望远镜（VLT，Very Large Telescope）上的SPHERE（分光偏振高对比度系外行星研究仪，Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch）。

Damasso表示这是一项挑战，以现有的能力进行盲目搜索几乎是不可能的。但是拥有的轨道数据能帮助我们在正确的位置找到行星的反射光。比邻星c

直接成像的困难意味着，即使没有SPHERE的探测，对于这颗行星的真实存在性也不会构成很大的冲击。研究团队的数据表明，比邻星c确实就在那里，等待着我们去发现。

Del Sordo表示，根据他们的计算，目前双行星模型对数据的解释度是单行星模型的五倍。这也就意味着，比邻星c有83%的可能性是存在的。当然，后续跟进很重要。

最近一段时间称得上是系外行星大丰收。前有TESS升空以来发现的第一个地球大小的位于宜居带内的系外行星TOI700d, 距离我们约101光年。它也是包括TRAPPIST-1系统在内为数不多的此类系外行星。后有分别围绕两颗红矮星GJ180 、GJ229A 旋转的可能宜居的“超级地球”GJ180 d 和GJ229A c，分别距离我们19光年和39光年。除此之外，新近发现的距离我们29.5光年的“冷海王星”GJ 433 d虽然可能无法孕育生命，但也十分有趣。它是我们目前发现的最近的、最冷的类海王星行星。

新年伊始，一颗颗系外行星就迫不及待地登台亮相，给越来越近的春节也增添了热闹的气氛。2020年一定是个充满惊喜的一年！

『天文时刻』 牧夫出品

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土星反照光里的土卫一

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