@ 2018.11.16 , 11:00

6光年外有颗冰冻地球

作者:Neel V. Patel

6光年外有颗冰冻地球
Credit:HW

截至11月8日,人类已经证实存在3837颗地外行星,这是一项非同寻常的壮举,在这十年之前这个数字还不到500。不幸的是,大多数都在数百甚至数千光年之外,而且我们基本不可能很快直接研究这些新世界。但是有一小部分距离我们更近 - 包括距离我们仅6光年远的冰冻超级地球,我们用一种用于跟踪和识别靠近我们地球的系外行星的新技术发现了它。

在周三的《自然》杂志上发表的一篇论文中,一个国际天文学家团队报告发现了一颗新的系外行星围绕着巴纳德的恒星——第二个与地球最接近的恒星系统(第一近的是半人马座阿尔法星系统的三星系统),并且长期以来被认为没有任何自己的行星。这颗行星被称为巴纳德b(或称为GJ 699 b),是地球质量的3.2倍,围绕恒星周期为233天。

它也是一个冰冻地狱,远离它的主星并且没有任何机会接收有用的光照。该论文的作者怀疑那里的温度平均为-238华氏度(-150摄氏度)。这比地球上最寒冷的温度还低100多度。

华盛顿特区卡内基科学研究所研究员、新论文的合着者约翰娜·特斯克说:“我认为将这个星球称为可居住还是有点过了。表面太冷没有液态水,而液态水基本上就是可居住区域的定义。”恒星周围的轨道区域温度足够温和才可以存在液态水。液态水通常被认为是生命进化的关键组成部分,或者至少是我们所知道的生命。

这有点令人沮丧,但它并没有影响巴纳德b的发现的重要性。

“在2015年之前,数据中有一丝信号,那时就开始进行更密集的观测活动以确认信号,”特斯克说。最终发现这些信号来自于探测Proxima b(即最接近地球的最近的系外行星以及可能实际上可以适应生命的系外行星)的信号,而近年来这些探测机会已经减少。 “根据开普勒任务的结果,我们知道许多恒星可能会拥有小型行星。那么,我们为什么不看看最近的恒星呢?“

另一位负责调查的卡内基研究所研究员保罗巴特勒称,巴纳德b是行星搜寻的重要成果。在过去100年的大部分时间里,天文学家寻找太阳系外行星的唯一技术是天体测量技术,即寻找行星相对于恒星的摆动。这项新研究超越了天体测量技术的极限,并提供了如何发现更像地球的行星的技术向前发展的一丝希望。

对巴纳德b的调查受到一些挑战,即行星的长轨道周期(这使得基于恒星的研究更加困难),以及物体信号的幅度极小。该团队需要积累大量数据以隔离信号并对其进行研究,并最终筛除了七种不同仪器收集的超过20年的数据。总而言之,它是有史以来用于寻找系外行星的最大数据集之一,部分原因是该团队99%完全相信巴纳德b是一颗行星。“这项研究真正令人印象深刻的部分是数据的数量和质量,”特斯克说。

他们使用所谓的径向速度技术找到了巴纳德b,该技术可以探测和分析行星在轨道中由恒星和行星之间的重力产生的摆动。虽然这种技术之前已经被用过很多次才能找到数百个其他的系外行星,但从未被用来找到一颗如此小而远离恒星的行星。

那个行星本身呢?不幸的是,除了它存在这一事实之外,我们对巴纳德b还有很多不了解。“我们不知道巴纳德b是否具有大气层甚至其平均成分,”特斯克说。它与主星之间的距离使它不太可能孕育生命 - 至少我们所知道的生命。

尽管如此,这种神秘感仍然存在,并且可能有理由抱有一点点发现外星人的希望。“有可能表面有些温暖,并且可能存在某些分子的液体形式,可能像甲烷一样,”特斯克说。“我们知道太阳系中的卫星被厚厚的冰层覆盖,但下面有液态海洋,”就像木卫二和土卫二。巴纳德恒星本身就是一颗古老的红矮星并且不是非常活跃,意味着不用太担心它会吞没附近的行星。虽然巴纳德b是一个超级地球,但它仍然在我们认为可以支持生命的行星质量范围内。这都是很大胆的想法,但巴纳德b的可居住性前景并未完全消失。

特斯克,巴特勒和其他人将继续研究巴纳德b,并特别感兴趣使用新的系外行星作为测试下一代仪器的目标,如NASA即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜,它可以实际评估是否存在大气层。“这些类型的观察结果可以追溯到几年前,”特斯克说。“但就个人而言,我仍然是'刚入行'的天文学家。我很有耐心。“

本文译自 popsci,由译者 HW 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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