一颗新发现的系外行星距离我们的太阳系仅 11 光年,是我们发现的第二颗距离太阳系最近的行星,其温度足以孕育和维持生命。
地球大小的行星 Ross 128 b 绕着该系统金发姑娘区不活跃的红矮星 Ross 128 运行。 这意味着它符合所有最初的宜居性条件:它可能是岩石,而不是气态; 而且它与恒星的距离很远,这意味着它的温度可能适合我们所知的生命存在。
它是利用欧洲南方天文台的高精度径向速度行星搜索器 (HARPS)在智利 - 同类中最精确的仪器。 研究人员花了很长时间才确定下来。
“我们从 2005 年 7 月开始观测这颗恒星,”日内瓦天文台的天文学家 Nicola Astudillo-Defru 告诉 ScienceAlert。
“从2013年开始,我们的监测开始更加密集,只有在获得157次观测后,这颗行星的信号才足够强大,可以被探测到。”
以下是迄今为止我们对 Ross 128 b 的了解。 它是地球质量的1.35倍。 这意味着它很可能是一颗岩石行星,因为至少据我们所知,气体行星往往是巨行星。
这是支持 Ross 128 b 是岩石行星的另一点:它距离其主恒星相对较近。 事实上,它与恒星的距离比地球与太阳的距离近 20 倍,并且在 9.9 天内完成一个完整的轨道运行。
为什么生活不会太热? Ross 128 是一颗凉爽、微弱的红矮星。 它发出的辐射比我们的黄色太阳少,因此罗斯 128 b 接收到的辐射仅比地球多约 1.38 倍。 其平衡温度估计在 -60 至 20 摄氏度(-76 至 68 华氏度)之间。
就耀斑而言,这颗恒星也比其他红矮星安静得多,例如比邻星,这颗红矮星围绕着我们最近的太阳系外行星邻居运行,比邻星 b。 因此,Ross 128 b 的状况可能要稳定得多。
研究人员能够使用行星探测的径向速度法(这与我们通常听到的凌日法不同)来解决所有这些问题,并表明该技术仍然具有寻找新系外行星的巨大潜力。
凌日法是行星搜寻套件中最常用的方法之一。 它根据系外行星在其主恒星前面的凌日来确定系外行星的存在。 当行星在望远镜和恒星之间运行时,恒星的光线看起来会变暗。
这就是如何开普勒太空船探测系外行星,并且发现2,337 颗已确认的系外行星这边走。 这使得该方法成为基于绝对数量寻找系外行星的最有效方法。
但过境方法有一个明显的弱点。 它要求行星的轨道以这样的方式排列,使其实际上可以通过望远镜和恒星之间。
对于不以这种方式排列的系外行星,主星的视向速度可用于推断系外行星的存在。
基本上,当行星绕恒星运行时,它不会固定在原地。 行星对恒星也施加了非常轻微的引力,导致恒星沿小圆圈或椭圆形移动。
这意味着恒星与地球的距离会发生轻微变化,并且当它发生变化时,它的光谱也会发生变化。 当它靠近地球时,它会稍微变蓝; 随着距离越来越远,它会变得稍微更红。 这称为多普勒频移,也是径向速度法测量的内容。
这是一项艰苦的工作。 Ross 128 b 的发现得益于 HARPS 仪器十多年的监测。
“即使这颗恒星离我们很近,我们也需要处理数据中的虚假效应,”阿斯图迪洛-德弗鲁告诉 ScienceAlert。
“例如,恒星表面的动态会在数据中引入信号,当恒星和行星产生的信号幅度相当时,仍然很难区分这两个信号。”
“我们从2005年7月开始观测这颗恒星,从2013年开始,我们的监测开始更加密集,直到获得了157次观测后,这颗行星的信号才足够强,可以被探测到。”
我们还不知道 Ross 128 b 是否有大气层——这最好由凌日法确定。 但是超大望远镜目前正在建设中,预计将于 2024 年看到第一道曙光,其威力足以直接对地球进行成像,并有望检测到表明生命的生物标记。
“我们对寻找哪些生物标志物有一些想法。当然,这只是基于我们对地球的了解,”阿斯图迪洛-德弗鲁解释道。
“首次发现类太阳恒星周围的系外行星(51 钉 b)是一个巨大的惊喜,因为人们预计不会发现这样一颗行星,其轨道距离其恒星如此远。 同样,也许我们会在罗斯 128 b 的大气中发现物种,这些物种的生物标志物确实与地球上的物种不同(更难证明),所以我们将继续……学习。”
这篇论文“一个以 3.4 秒差距围绕一颗安静的 M 矮星的温带系外地球”已被发表在期刊上天文学与天体物理学。