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三体星的同伴!比邻星第3颗行星被发现,质量仅有地球的1/4

刘慈欣在他的小说《三体》中,介绍了一颗三体星,那就是围绕着比邻星公转的一颗行星。

三体星的同伴!比邻星第3颗行星被发现,质量仅有地球的/4

(图片说明:小说中的三体世界)

比邻星是距离太阳最近的恒星,二者相距仅4.24光年。从比邻星到太阳系之间的往返,比其他恒星更有可能在人类有生之年实现。唯一特别的是,比邻星位于一个三合星系统之中,所以它周围的行星头顶上有3颗恒星,气候会变得非常诡异。所以在刘慈欣的描述中,三体星的生命都是靠脱水来度过最恶劣的时期的。

现实生活中,比邻星周围还真的有一颗行星,那就是比邻星b。比邻星b和地球的尺寸差不多,质量是地球的1.2倍左右。它位于比邻星的宜居带内,据估算其表面温度为-39℃,虽然非常寒冷,但并不是完全杜绝生命存在的可能性的。

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(图片说明:比邻星b表面环境假想图)

作为一颗类地行星,又位于宜居带内,比邻星b是否能够孕育生命的问题就一直让人非常好奇。再加上刘慈欣小说对它的描述,更是让比邻星系统成为了无数科学爱好者关注的焦点。尤其作为距离太阳系最近的恒星系统,比邻星系也让无数科学家瞩目。

经过长期的研究,科学家们发现,比邻星这个系统,确实很有意思。而且,真实的“三体星”世界,可能比刘慈欣的小说里还要更加离奇。在小说中,刘慈欣主要描述的是三体星上空的恒星。而在真实的比邻星b的上空,除了3颗恒星之外,可能还看得到许多同系统的行星!

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(图片说明:望远镜中的比邻星)

在发表于《天文学与天体物理学》上的一篇最新论文中,科学家们报告他们发现了比邻星周围的另一颗候选系外行星。看起来,比邻星b并不孤单。

早在2019年的时候,天文学家就在比邻星周围发现了新的行星,当时这颗行星被命名为比邻星c。经过一年的时间,天文学家们借助其他的观测数据,最终确认了这颗行星的存在。研究表明,比邻星c是一颗质量达到地球7倍的行星。科学家推测,它可能是一颗超级地球,又或者是一颗迷你海王星。

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(图片说明:比邻星c可能是一颗类似于海王星的行星)

这一次发现的新系外行星,按照命名规律,就叫做比邻星d了。和比邻星c相反,比邻星d是一颗非常小的系外行星,甚至堪称是人类迄今为止发现的最小的系外行星之一。根据天文学家的计算,比邻星d的质量仅有地球的26%左右,也就是大约1/4。

这样的发现可以说相当惊人了,因为这么小的系外行星确实是非常难以发现的。天文学家介绍,迄今为止,人类一共发现了不到5000颗系外行星,其中有3000多颗行星能够被我们估算出质量来,但只有36颗系外行星的质量比地球小,可见发现这样的小系外行星有多难。

我们介绍过天文学家寻找系外行星的7种方法,其中两种方法最常被使用,一个是凌日法,另一个是径向速度法。

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(图片说明:系外行星假想图)

其中,凌日法就是系外行星在运行到宿主恒星和地球之间的时候,会稍微遮蔽一部分宿主恒星的光芒,导致我们观测到这颗恒星亮度的变化。通过这种方法,就能够发现系外行星。

径向速度法利用的是系外行星质量对宿主恒星的影响,在运行到不同位置的时候,系外行星会向不同的方向拉扯宿主恒星,导致恒星和地球之间相对距离的变化。在这个变化中,恒星的光谱也会出现多普勒效应,也就是轻微的红移或者蓝移,我们通过这个现象,同样可以发现系外行星。

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(图片说明:径向速度法示意图)

不论是哪一种方法,都要求系外行星对宿主恒星的影响足够大才可以。想要达到这个效果有几种途径,比如二者之间的距离足够近,还有就是系外行星足够大,这就导致体型庞大的系外行星更容易被我们发现。

那么,比邻星d到底是怎样被发现的呢?

据介绍,2020年,天文学家在利用欧洲航天局甚大望远镜的最新设备——ESPRESSO对比邻星的行星进行研究的时候,意外发现了一个非常微弱的信号。他们发现,比邻星周围似乎有一个天体影响着它的运动,导致它每秒移动大约40厘米的距离,从而产生了光谱的变化。相信大家看完上文就明白了,这就是利用的径向速度法。

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(图片说明:比邻星d艺术图)

想一想,就觉得很神奇。4.24光年相当于40万亿公里的距离,我们竟然能够发现这么遥远的天体以每秒仅仅0.4米的速度移动的现象,可见人类的科技如今有多么先进。另一方面,这也说明了这个影响着比邻星的天体确实非常小。我们刚才说了,它的质量只有地球的1/4左右。

除了质量之外,天文学家还能够计算出它的公转周期,这只要看比邻星光谱变化的规律就可以了。结果表明,比邻星d只需要5.12天就能够公转一圈。这个数据可以帮助天文学家进一步推测它和宿主恒星的距离,以及表面温度。

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(图片说明:比邻星辐射能力非常强)

事实证明,比邻星d表面的环境完全比不上比邻星b,因为它和宿主恒星之间的距离太近,完全不适合生命存在。而且,在这么近的距离之下,比邻星d也不可能挽留住自己表面的水资源。

这样看来,如果我们真的要在比邻星的周围寻找所谓的“三体星”的话,比邻星b仍然是最佳的选项。那里到底有没有生命呢?目前仍然不得而知。

需要说明的是,和其他系外行星一样,比邻星d也需要先被列为候选系外行星,然后通过其他的方法来确认它的存在。目前它仍然是候选状态,不过它还是很有可能真实存在的,这也意味着比邻星周围有着非常复杂的行星系统,不排除未来我们在这里发现更多系外行星。

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(图片说明:比邻星或许还有别的行星)

或许在未来,我们可以在比邻星周围或者其他恒星周围,发现比“三体星”更加宜居的系外行星。宇宙这么大,找到另一颗宜居的行星应该是早晚的事。不过我们还是希望这样的行星存在于比邻星周围,毕竟以人类的科技,我们有生之年唯一有可能看到的,就是人类飞船飞到比邻星了。

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