比邻星的行星轨道运动可能是未来星际航行的焦点

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  在距离太阳系最近的星系半人马座,有一个地球大小的行星,绕着比邻星公转。由于其与母星的距离十分合适,所以该行星上很可能存在液态水。科学家近期在《自然》杂志上发表的这一发现,实现了科幻小说作家长久以来的梦想:这是一个潜在的可居住的世界,与地球的距离也很近,足以让人类发送他们的第一个星际航天器。
  伦敦大学玛丽皇后学院的天文学家艾斯库德主持了这项研究,他表示:“寻找外星生命从现在真正开始了。”
  人类首个探索这個附近世界的机会可能来自最近公布的“突破性明星”计划,该计划将在未来几十年内建造小型的激光推进星际探测器。从地球到比邻星的距离为1.3秒差距,探测器以1/5光速行驶,大约需要20年即可抵达。
  比邻星的质量至少是地球质量的1.3倍,是一颗红矮星,比太阳小得多。其行星的公转周期也很短,仅需11.2天。纽约哥伦比亚大学的天文学家大卫·凯普说:“如果你试图选择你最想要的星星类型,那么就是它了。这让人兴奋不已。”
  早期的研究暗示了比邻星周围有类地行星的存在。从2000年开始,设置在智利的欧洲南方天文台的一个光谱仪,就在寻找由绕轨道运行的行星的引力引起的星光转变。所得的测量结果表明,每隔11.2天,辐射强度就会有一些变化。起初,天文学家不能排除信号是由行星运行或其他类型的活动引起的,例如恒星耀斑。
  2016年1月,艾斯库德及其同事开始了新的研究,以明确之前对比邻星的猜想。欧洲南方天文台批准了艾斯库德团队的申请,允许该团队在1月19日至3月31日之间使用欧洲南方天文台的不同望远镜,观察比邻星的第二颗行星。他们几乎每天晚上都会观测,每次20分钟。 艾斯库德说:“迄今,我们有10个夜晚观察到了非常明显变化。”
  1990年,“旅行者1”号为地球拍摄了著名的“暗淡蓝点”照片。该团队将这项工作称为“暗淡红点”运动,这是因为比邻星是一颗红矮星,其行星将呈现红色或橙色,也许会笼罩在一片类似于地球夜晚的温暖色彩中。


  虽然该行星在可能存在液态水的距离的轨道上运动,但其他因素可能使其不宜居住。它可能会被潮汐锁定,这意味着行星的一个半球总是面对着比邻星,比邻星可能会烧焦它,而另一半则一直保持冰冷严寒。活跃的恒星偶尔会用破坏性的X射线耀斑照射行星。因此,我们还不能确定该行星是否对生命具有保护性,是否存在对生命友好的大气层。
  比邻星属于半人马座α星三星系统。2012年,《自然》杂志报道称,一颗类地行星围绕着这个三星系统的另一个成员——半人马座αb星——运行。现在,这项研究结果已不被大多数科学家看好,但外行星专家称,比邻星的猜想更有可能获得支持。
  德国图腾堡图林根州立天文台的天文学家阿蒂·哈泽兹说:“人们叫我怀疑论者,但我认为这个结果更加稳健。”
  这一次,艾斯库德团队认为,将新的观察结果与2000年以来的历史测量结果相结合,可以增强对这一发现的信心。得克萨斯大学奥斯汀分校天文学家小组的成员迈克尔·恩德尔说:“在很长一段时间内,它在相位和振幅方面保持稳健的态势。这表明它是一颗行星。”这些数据甚至包含一个可能存在的另一个类地行星的线索,它可能围绕比邻星运行,公转周期为100天至400天。
  现在,研究人员希望该行星能够运行到比邻星对着地球的那一面,以便地面观测。虽然这个概率很低,但这样的“过境”可以揭示行星的细节,比如它是否存在大气层。由大卫·凯普领导的团队一直在比邻星周围进行独立观测,并且加班加点地处理数据,以寻找任何可疑信号。
  宾夕法尼亚州立大学的天体物理学家施坦因·希古拉德森表示,有关比邻星周围类地行星的发现,迎来了对矮星周围小型行星的兴趣日益增长的科学时代。美国航空航天局的开普勒空间望远镜的观测数据已经表明,固体行星在恒星周围很常见,而这些恒星就是银河系中最常见的恒星。“这是对该推断的完全证明。”他说。
  现在,发现比邻星周围的类地行星被认为是行星探索新阶段的标志。“它带给我们的目标和重点是建造下一代望远镜,甚至在未来某天抵达和访问它们。”大卫·凯普说,“我们需要把对系外行星的科学研究提升到一个新的水平。”
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