6 光年外发现超级地球!将成距离太阳系第二近的系外行星

浏览量:894 发布于:2020-06-05
6 光年外发现超级地球!将成距离太阳系第二近的系外行星

让我们掌声欢呼!历经快半世纪的争论,由美国卡内基科学研究所团队领导的研究花费 20 年时间,终于证明距离地球仅 6 光年之外有一颗超级地球,名为巴纳德星 b, 可信度达 99%。一旦其他独立研究以其他检测方法佐证成功,巴纳德星 b 将成为距离太阳系第二近的系外行星。

目前,距离太阳系最近的恆星系为南门二(也称为半人马座 α,英文名 Alpha Centauri)三合星系统,约 4.3 光年远;距离地球最近的系外行星,则是南门二系统中「比邻星」(Proxima Centauri)携带之比邻星 b(Proxima Centauri b),轨道週期只有 11.86 天。

现在,来自卡内基科学研究所的天文团队整理完长达 20 年的研究数据,惊喜宣布我们有 99% 的可能性发现全新世界:一个仅位于 6 光年外的超级地球巴纳德星 b(Barnard’s Star b,或 GJ 699 b)!

巴纳德星 b 的母恆星顾名思义是巴纳德星(Barnard’s Star),是颗质量非常小的红矮星,约太阳质量 14%,位于蛇夫座 β 星附近,距离地球仅 6 光年,因具有与众不同的特徵而备受瞩目,比如它是目前所有已知恆星中自行运动(注)最快的恆星,有时也称为「逃亡之星」(Runaway Star),它的自行速度比大熊座的飞行之星快 1 倍。

6 光年外发现超级地球!将成距离太阳系第二近的系外行星

艺术家对超级地球「巴纳德星 b」绕行母恆星的想像图。

1960~1970 年代间,天文学家彼得·范德坎普(Peter van de Kamp)曾声称巴纳德星应该孕有一颗气态巨行星,主要是因为他发现巴纳德星自行运动的摄动问题,大约每隔 230 天,巴纳德星就会摇摆不定,暗示其可能受到自身巨行星在公转轨道施加的引力影响。一些天文学家接受他的说法,但有另一批天文学家观察后反对彼得·范德坎普的主张,包括盖特伍德(George Gatewood)和埃克霍恩(Heinrich Eichhorn)。

直到现在,卡内基科学研究所团队有高度信心能支持彼得·范德坎普的观点。

团队利用径向速度法检测行星,共使用 7 个仪器的数据,比如:ESO 3.6 米望远镜的「高精度径向速度行星搜索器」(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher,HARPS)、甚大望远镜的「紫外光与视阶梯摄谱仪」(Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph,UVES)、欧洲极大望远镜的 CARMENES 光谱仪等。

径向速度法的原理是行星在绕行恆星的过程中,如果本身质量够大,则行星引力也足以对母恆星造成微小摆动;不只有恆星引力会影响行星,行星的引力也会反过来影响恆星。

新发现的巴纳德星 b 轨道週期 233 天,和巴纳德星的摄动週期吻合,团队估算这颗巨行星质量至少是地球的 3.2 倍,表面温度约零下 150℃,如此低温是因为巴纳德星散发的能量只有太阳 0.4%,所以巴纳德星 b 虽然会成为距离地球第二近的系外行星,但适居程度可能仍比不过第一近的比邻星 b。

这次检测还需要后续其他独立研究小组以其他方法确认,比如凌日法,但卡内基科学研究所团队肯定这颗行星存在的真实度高达 99%。下一代太空与地面望远镜将陆续在 2020 年之后投入运行,比如詹姆斯韦伯太空望远镜,有些甚至能直接对巴纳德星 b 进行成像并测量光谱,比如 NASA 的大视场红外巡天望远镜(Wide Field Infrared Survey Telescope,WFIRST)、ESA 的盖亚卫星(Gaia)等。

新论文发表在《自然》(Nature)期刊。

注:恆星的自行运动是指相对太阳系的质量中心,一颗恆星随着时间推移其位置在角度上的改变。
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