發(fā)現(xiàn) 4 個(gè)圍繞地球最近的單顆恒星運(yùn)行的巖石世界，而且它們都很小

自 1916 年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，天文學(xué)家一直在尋找圍繞巴納德星運(yùn)行的系外行星，巴納德星是離地球最近的孤星，距離地球僅 5.96 光年。

之前曾報(bào)道過(guò)這顆孤星軌道上有行星的不令人信服的跡象，但現(xiàn)在搜索工作終于得到了回報(bào)。

在宣布發(fā)現(xiàn)單一候選世界去年 10 月，由芝加哥大學(xué)的 Ritvik Basant 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)確認(rèn)了它和另外三個(gè)星球的存在——使圍繞巴納德星的已知世界總數(shù)達(dá)到四個(gè)。

使這一成就更加引人注目的是，該系統(tǒng)中的所有四顆系外行星都比地球小，是地球上最難找到的系外行星野生品種在銀河系中發(fā)現(xiàn)。

“這是一個(gè)非常令人興奮的發(fā)現(xiàn)——巴納德星是我們的宇宙鄰居，但我們對(duì)它知之甚少，”Basant 說(shuō).“它標(biāo)志著前幾代新儀器的精度取得了突破。”

巴納德之星，也被稱(chēng)為吉 699是系外行星獵人感興趣的對(duì)象，原因有幾個(gè)。首先是它的距離：唯一離地球更近的恒星是半人馬座三元系統(tǒng)。

此外，巴納德星不僅僅是一顆像太陽(yáng)一樣的孤星;它是一顆紅矮星，是銀河系中最常見(jiàn)的恒星類(lèi)型。研究它可以告訴我們很多關(guān)于我們的銀河系鄰居和那里的行星、圍繞單顆恒星的行星系統(tǒng)以及圍繞紅矮星的行星系統(tǒng)的信息，例如它們的宜居程度如何.

看看目前已確認(rèn)的系外行星目錄，你可能不這么認(rèn)為，其中近 6,000 個(gè)條目在撰寫(xiě)本文時(shí)，但圍繞外星恒星運(yùn)行的世界并不容易被發(fā)現(xiàn)。由于系外行星比它們所環(huán)繞的恒星小得多、暗得多，天文學(xué)家依賴(lài)于檢測(cè)系外行星對(duì)恒星的影響。

兩個(gè)主要效應(yīng)要么是行星經(jīng)過(guò)我們和恒星之間時(shí)光線的周期性、微弱變暗，要么是恒星圍繞其與系外行星共享軌道的共同重心移動(dòng)時(shí)的輕微運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為徑向速度。

在巴納德星的情況下，沒(méi)有與軌道凌日一致的變暗。去年的探測(cè)是基于徑向速度的，這表明系外行星軌道平面的方向遠(yuǎn)離我們的視線。

這樣的信號(hào)非常小，并且難來(lái)辨別。Basant 和他的同事使用了MAROON-X 行星狩獵儀安裝在夏威夷的雙子座北望遠(yuǎn)鏡上，在三年的時(shí)間跨度內(nèi)對(duì)這顆恒星進(jìn)行了 112 個(gè)夜晚的觀測(cè)。然后，他們仔細(xì)研究數(shù)據(jù)，尋找恒星位置的微弱擺動(dòng)。

他們的結(jié)果顯示存在四顆系外行星，并允許該團(tuán)隊(duì)計(jì)算其質(zhì)量和軌道周期。

• 巴納德 b質(zhì)量是地球的 0.3 倍，軌道周期為 3.2 天。
• 巴納德 c質(zhì)量是地球的 0.34 倍，軌道周期為 4.1 天。
• 巴納德 d質(zhì)量是地球的 0.26 倍，軌道周期為 2.3 天。
• 巴納德 e質(zhì)量是地球的 0.19 倍，軌道周期為 6.7 天。

這些軌道周期都離恒星太近了，不適合居住;在那個(gè)距離處，溫度太高，以至于表面不存在液態(tài)水。我們也不知道系外行星的性質(zhì)。在這些質(zhì)量中，類(lèi)似于汞可能是最有可能的，但不能完全排除微小的氣體世界。

該研究還揭示了我們很容易錯(cuò)過(guò)小型系外行星，即使它們就在我們的眼皮底下。我們還沒(méi)有在銀河系中發(fā)現(xiàn)很多類(lèi)似地球的世界。巴納德系統(tǒng)證實(shí)，這種缺失很可能是我們無(wú)法找到它們的結(jié)果。

然而，巴納德 e 的質(zhì)量?jī)H為地球的 0.19 倍，是迄今為止使用徑向速度發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最低的系外行星。如果這些系外行星就在那里，我們找到它們的能力就會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。

“我們所做的很多事情都是漸進(jìn)的，有時(shí)很難看到更大的圖景，”Basant 說(shuō).“但我們發(fā)現(xiàn)了一些人類(lèi)希望永遠(yuǎn)知道的東西。那種發(fā)現(xiàn)的感覺(jué)令人難以置信。

該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快訊.

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