华盛顿消息(路透社) - 天文学家在一颗名为巴纳德星的近邻恒星周围发现了四颗小型岩石行星。尽管如此,研究人员认为这些行星都过于炎热,无法支持生命存在,类似于我们太阳系中最内侧的行星——水星。
巴纳德星及行星系统概述
巴纳德星距离我们约6光年,是距离太阳系最近的单颗恒星,即不与其他恒星互相绕行的恒星。只有位于约4光年外的南门二(Alpha Centauri)系统中的三颗恒星比它更近。“光年”是光在一年内传播的距离,约为5.9万亿英里(9.5万亿公里)。
研究人员利用位于夏威夷的“双子座望远镜”(Gemini Telescope)和位于智利的“甚大望远镜”(Very Large Telescope)的数据,证实了巴纳德星周围存在四颗行星。去年发表的一项研究,利用甚大望远镜的数据,已经暗示了一颗行星的存在,并有三个行星的迹象。
太阳系以外的行星被称为系外行星。自20世纪90年代以来,天文学家不断提高探测这些小行星的能力,巴纳德星周围的行星是已发现的5800多颗系外行星中体积较小的行星。
巴纳德星位于蛇夫座方向,是一颗红矮星,属于最小类型的普通恒星。它的质量约为太阳的16%,温度也远低于太阳。然而,这四颗行星距离巴纳德星太近,以至于其热量所产生的表面温度,与水星灼热的表面相似,排除了生命存在的可能性。
行星不适宜居住的原因
芝加哥大学天文学博士生、本周发表在《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)上的研究的主要作者里特维克·巴桑特(Ritvik Basant)表示:“宜居性的一个关键要求是存在液态地表水。”
“如果一颗行星距离其恒星太近,任何水都会蒸发。如果距离太远,水就会结冰。事实证明,围绕巴纳德星运行的这四颗行星都离它们的恒星太近了,这使得它们太热而无法维持液态水,”巴桑特说。
这是目前已知的唯一一个多行星系统,完全由小于地球的行星组成。最内侧的行星的质量是地球的26%,第二颗行星的质量是地球的30%,第三颗行星的质量是地球的34%,第四颗行星的质量是地球的19%。每颗行星的轨道周期都只有几天。
为了更直观地了解它们的质量,火星的质量约为地球的11%,水星的质量约为地球的6%。
这四颗行星都以近乎完美的圆形轨道围绕巴纳德星运行——所有轨道都小于水星到太阳的距离。
宜居带与行星搜寻
天文学家通常会提及恒星周围的“宜居带”,在这个区域内,行星表面温度(如地球上的温度)将允许液态水存在。围绕巴纳德星,研究人员排除了宜居带内存在任何地球大小行星的可能性,但并未排除该系统中存在其他小型行星的可能性。
在寻找地球以外的生命过程中,科学家们正在寻找潜在的可居住行星,这些行星像我们自己的地球一样是岩石行星,并且具有适宜的温度,而不是像木星一样的气态巨行星。随着新发现的出现,天文学家们现在知道,在南门二和巴纳德星系统中都存在岩石行星,尽管没有一颗位于宜居带中。在南门二系统中已探测到两颗系外行星,它们都围绕着红矮星比邻星(Proxima Centauri)运行。
系外行星探测方法
有多种方法可用于探测系外行星。在这项研究中,研究人员使用了“摆动”法,正式名称为“视向速度”。行星的存在会对它的恒星产生引力拖曳,导致恒星轻微摆动。望远镜可以测量这种运动,从而让天文学家推断出行星的存在。
由于仪器灵敏度不断提高,天文学家们通过这种方法,已经能够更精确地探测到系外行星。巴纳德星最外侧的系外行星,是使用这种方法发现的大约1100颗系外行星中质量最小的。
巴桑特说:“这项研究展示了下一代仪器在探测低质量行星方面的日益增长的能力。围绕巴纳德星运行的四颗新发现的行星都是亚地球质量行星,在太阳系之外,这个领域仍然基本上没有被探索。这标志着在类太阳恒星的宜居带中寻找地球质量行星方面迈出了重要一步。”
(Will Dunham 报道,Rosalba O'Brien 编辑)
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