一颗新行星刚刚被发现绕着离太阳最近的恒星运行

一颗新行星刚刚被发现绕着离太阳最近的恒星运行

一个看似很小的外星世界刚刚被发现围绕太阳系最近的恒星邻居运行。

这颗名为 Proxima d 的系外行星候选者围绕一颗名为 Proxima Centauri 的恒星运行:一颗距离太阳仅 4.2 光年的小而暗淡的红矮星。

令人惊讶的是,这颗系外行星只有地球质量的四分之一。这使它成为迄今为止探测到的最小的系外行星之一,也是通过观察系外行星对其恒星的引力效应而发现的最小的。

这一发现也标志着在比邻星轨道上发现的第三颗系外行星,尽管新发现的世界不适合居住,但它的发现表明,在我们目前的能力范围之外,还有大量的系外行星。

“这一发现表明,我们最近的恒星邻居似乎充满了有趣的新世界,在进一步研究和未来探索的范围内,”葡萄牙 Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço 的天体物理学家 João Faria 说。

迄今为止,已发现并确认了近 5,000 颗系外行星(太阳系外的行星),我们还发现了数千颗候选系外行星。

我们有两种主要的方法来寻找这些系外行星。最广泛使用的技术是凌日法,在这种方法中,望远镜长时间观察恒星,以探测到微弱、规律的亮度下降,这表明有一颗绕行行星从我们和恒星之间经过。

另一种最常用的方法称为径向速度(或摆动)方法。当两个物体,例如一颗恒星和一颗行星,受到引力约束时,一个不会绕另一个运行。相反,它们围绕共同的质心运行。例如,太阳系的重心就在太阳表面之外。

这会导致恒星在现场轻微“摇晃”;反过来,这会影响到达我们的光,导致多普勒频移。当恒星远离我们时,它的光的波长会略微伸展;当它向我们移动时,它们会压缩。天文学家可以寻找那些规律的多普勒频移来推断系外行星的存在。

这两种方法在探测更大的系外行星方面都要好得多。更大的系外行星会阻挡更多来自恒星的光,或产生更明显的恒星摆动。迄今为止,在撰写本文时,系外行星档案馆记录的 32,073 颗系外行星中只有 36 颗的质量小于地球。

Proxima d 的迹象出现在 2020 年,当时天文学家正在使用 ESO 的超大望远镜上的岩石系外行星阶梯光谱仪和稳定光谱观测 (ESPRESSO) 仪器来确认Proxima Centauri 的另一颗系外行星。

他们采用径向速度方法,并证实了Proxima b 的存在,这是一颗质量约为地球 1.2 倍的系外行星,在围绕恒星运行 11.2 天的轨道上。

但数据中还有另一个更微弱的信号。似乎有什么东西在五天的周期内绕着恒星运行。然而,这个信号非常微弱,需要更多的观察才能确定它是外部影响,还是光的波动是由恒星本身的内部过程发出的。

确实,团队确定它是一颗系外行星。一颗非常小,以至于它导致恒星以每秒 40 厘米(16 英寸)的速度来回移动。能够从 4.2 光年外探测到如此微妙的运动简直是惊人的。

“在获得新的观测结果后,我们能够确认这个信号是一颗新的行星候选者,”法利亚说。“我对探测到如此小信号的挑战感到兴奋,并通过这样做发现了一颗离地球如此近的系外行星。”

系外行星 Proxima d 至少是地球质量的 0.26 倍,每 5.12 天绕其恒星运行一次。可悲的是,这意味着它离恒星太近了,无法适应我们所知道的生命。即使是一颗凉爽的红矮星也会释放出过多的热量来支撑如此接近的系外行星表面上的液态水。

(绕比邻星半人马座运行的第三颗行星被称为比邻星 c,大约是地球质量的六倍,并且在 5.2 年的轨道上;太冷而无法居住。比邻星 b 是宜居的最佳选择,但不要屏住呼吸.)

尽管如此,这一发现表明,迄今为止记录中缺乏较小的系外行星可能仅仅是因为我们无法可靠地探测到它们——而找到它们只是时间和技术的问题。

“这项成就非常重要,”智利 ESO 的 ESPRESSO 仪器科学家、天文学家 Pedro Figueira 说。

“它表明,径向速度技术有可能揭示像我们这样的轻行星群,预计它们将是我们银河系中最丰富的,并且可能拥有我们所知道的生命。”

该研究已发表在《天文学与天体物理学》上。

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