發(fā)現(xiàn)四顆行星圍繞一顆距地球6光年的恒星運(yùn)行

Ashley Strickland

經(jīng)過(guò)阿什利·斯特里克蘭，CNN

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美國(guó)東部時(shí)間2025年3月17日星期一下午12:40更新

一幅插圖描繪了巴納德恒星周?chē)囊活w系外行星的表面可能的樣子。系統(tǒng)內(nèi)的其他三顆行星也可以看到。 國(guó)際雙子座天文臺(tái)/美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的noir lab/國(guó)際雙子座天文臺(tái)

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經(jīng)過(guò)幾十年的搜索，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些迄今為止最有力的證據(jù)，證明有系外行星圍繞巴納德星運(yùn)行，巴納德星是離地球最近的單一恒星系統(tǒng)。根據(jù)新的研究，這四顆行星被歸類(lèi)為亞地球，因?yàn)槊款w行星的質(zhì)量大約是地球的19%到34%。

“這真是一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)——巴納德的恒星是我們的宇宙鄰居，但我們對(duì)它知之甚少，”首席研究作者、芝加哥大學(xué)天文學(xué)和天體物理學(xué)博士生Ritvik Basant在一份聲明中說(shuō)。"這標(biāo)志著這些新儀器的精度比前幾代儀器有了突破。"

巴納德星由美國(guó)天文學(xué)家E.E .巴納德于1916年發(fā)現(xiàn)，是一顆低質(zhì)量紅矮星，是最常見(jiàn)的恒星類(lèi)型之一。在過(guò)去的十年中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多這樣的恒星都有多個(gè)巖石行星圍繞它們旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)入MAROON-X，這是一臺(tái)安裝在夏威夷雙子座北望遠(yuǎn)鏡上的儀器，旨在搜索圍繞紅矮星運(yùn)行的系外行星。該儀器通過(guò)探測(cè)恒星的微妙擺動(dòng)來(lái)尋找行星，因?yàn)檐壍佬行堑闹亓?huì)牽引它們的恒星宿主，這種技術(shù)被稱(chēng)為徑向速度技術(shù)。

使用MAROON-X，研究小組發(fā)現(xiàn)了迄今為止發(fā)現(xiàn)的最小質(zhì)量的系外行星，并希望這一發(fā)現(xiàn)將導(dǎo)致在宇宙中發(fā)現(xiàn)更多的亞地球系外行星。

天文學(xué)家認(rèn)為，迄今為止，較小的系外行星在成分上可能比較大的系外行星更加多樣。用最新的高靈敏度儀器發(fā)現(xiàn)更多的微小世界，可以開(kāi)辟一種新的方式來(lái)了解行星如何形成——以及哪些可能適合生命居住。

一項(xiàng)詳細(xì)研究結(jié)果發(fā)表在3月11日的天體物理學(xué)雜志快報(bào).

四個(gè)微小的世界

根據(jù)Basant的說(shuō)法，這些行星如此之小，以至于它們更類(lèi)似于火星。

“與我們的太陽(yáng)系相比，這四顆行星都在水星軌道的距離之內(nèi)，”巴桑特說(shuō)。

這些行星緊密?chē)@巴納德的恒星運(yùn)行，在幾天內(nèi)快速繞其恒星運(yùn)行，而地球繞太陽(yáng)一周需要一年時(shí)間。Basant說(shuō)，最外面的行星完成一次軌道運(yùn)行需要不到7天，而最里面的行星的軌道周期不到3天。

一個(gè)動(dòng)畫(huà)展示了四顆緊密?chē)@巴納德星旋轉(zhuǎn)的行星。 <a href="https://www./@NOIRLabAstro">NOIRLabAstro</a>

價(jià)格上的接近

這些行星離恒星如此之近，以至于它們的表面可能太熱而不適合居住。

這意味著這四人組也不在恒星的可居住區(qū)內(nèi)，或者說(shuō)距離恒星的距離恰到好處，液態(tài)水可以在行星表面穩(wěn)定存在。

“當(dāng)巴納德的恒星年輕活躍時(shí)……這顆恒星用X-UV輻射、頻繁的耀斑和密集的風(fēng)摧毀了這些小行星，”賓夕法尼亞州維拉諾瓦大學(xué)天文學(xué)和天體物理學(xué)教授愛(ài)德華·吉南在電子郵件中說(shuō)。"正因?yàn)槿绱?，這些亞地球大小的行星可能沒(méi)有大氣層、水和生命."

Guinan沒(méi)有參與這項(xiàng)新的研究，但之前已經(jīng)在巴納德星周?chē)鷮ふ疫^(guò)行星。

Basant說(shuō)，這種大小的行星在我們的太陽(yáng)系之外基本上沒(méi)有被探索過(guò)，這使得天文學(xué)家在類(lèi)太陽(yáng)恒星周?chē)鷮ふ业厍蛸|(zhì)量的行星邁出了重要的一步。

“我們做的很多事情都是漸進(jìn)的，有時(shí)很難看到更大的畫(huà)面，”研究合著者、芝加哥大學(xué)天文學(xué)和天體物理學(xué)系教授雅各布·比恩說(shuō)。“但我們發(fā)現(xiàn)了一些人類(lèi)有望永遠(yuǎn)知曉的東西。那種發(fā)現(xiàn)感是不可思議的?！?/p>

尋找附近的行星

而比鄰星半人馬座系統(tǒng)是距離我們太陽(yáng)系最近的恒星，距離我們4.25光年，它由三顆彼此環(huán)繞的恒星組成，這使得巴納德星成為最近的單一恒星系統(tǒng)。

現(xiàn)在，天文學(xué)家知道行星圍繞離我們太陽(yáng)系最近的兩個(gè)恒星系統(tǒng)運(yùn)行。

巴納德的恒星幾十年來(lái)一直是天文學(xué)家的一種白鯨，因?yàn)樗麄冊(cè)噲D找到行星圍繞它旋轉(zhuǎn)的證據(jù)，但后來(lái)被證明是假陽(yáng)性，“可能是因?yàn)樵缙趦x器的靈敏度有限，”巴桑特說(shuō)。

許多系外行星是在它們經(jīng)過(guò)或經(jīng)過(guò)它們的主星時(shí)被發(fā)現(xiàn)的，它們會(huì)在星光中產(chǎn)生一個(gè)可觀察到的下降，暗示著一顆行星的存在。

但是，圍繞巴納德恒星運(yùn)行的難以捉摸的行星不會(huì)過(guò)境，這意味著從地球上的望遠(yuǎn)鏡的角度來(lái)看，它們不會(huì)從它們的恒星前面經(jīng)過(guò)，并且無(wú)法用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等強(qiáng)大的太空天文臺(tái)探測(cè)到。

由比恩領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在三年的112個(gè)夜晚捕捉了巴納德星的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示有三顆行星圍繞巴納德的恒星運(yùn)行，其中兩顆曾被認(rèn)為是潛在的行星。

然后，研究人員將他們的發(fā)現(xiàn)與智利另一個(gè)團(tuán)隊(duì)使用甚大望遠(yuǎn)鏡上的ESPRESSO儀器捕捉的數(shù)據(jù)相結(jié)合2024年10月研究。綜合數(shù)據(jù)集證實(shí)了第四顆系外行星的存在。

“我們?cè)诓煌娜兆?、不同的夜晚進(jìn)行觀察。他們?cè)谥抢?。我們?cè)谙耐摹Ｎ覀兊膱F(tuán)隊(duì)根本沒(méi)有相互協(xié)調(diào)，”Basant說(shuō)。“這給了我們很大的保證，這些不是數(shù)據(jù)中的幻影。見(jiàn)證MAROON-X和ESPRESSO等下一代光譜儀的精確度令人激動(dòng)。他們首次探測(cè)亞地球質(zhì)量行星的能力感覺(jué)像是在游戲中解鎖了一個(gè)新的關(guān)卡，充滿(mǎn)了未知的可能性?！?/p>

MAROON-X開(kāi)始時(shí)是一個(gè)臨時(shí)的"訪客"儀器，現(xiàn)在在探測(cè)之后正在轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)永久的儀器。

“我很高興看到新的MAROON-X數(shù)據(jù)提供了對(duì)行星b和候選行星c和d的獨(dú)立確認(rèn)，加上ESPRESSO數(shù)據(jù)，該分析使檢測(cè)變得更加穩(wěn)健，”2024年10月論文的主要作者、西班牙加那利群島天文研究所研究員Jonay González Hernández說(shuō)。他沒(méi)有參與這項(xiàng)新的研究。

Guinan說(shuō)，研究中描述的行星“看起來(lái)像一個(gè)堅(jiān)定的發(fā)現(xiàn)?！?/p>

“在過(guò)去(50年)的幾次錯(cuò)誤警報(bào)之后，終于在巴納德星周?chē)l(fā)現(xiàn)了真正的行星，”Guinan說(shuō)。