据路透社报道,天文学家在离我们太阳系最近的恒星邻居——巴纳德星周围,发现了四颗小型岩石行星。然而,研究人员的结论是,这些行星都过于炎热,无法孕育生命,与我们太阳系最内侧的行星水星的情况类似。
巴纳德星及其行星系统
巴纳德星距离我们约6光年,是距离太阳系最近的单星(即不与其他恒星构成轨道系统的恒星)。只有半人马座α星系统中的三颗恒星距离我们更近,约为4光年。一光年是光在一年内传播的距离,大约为9.5万亿公里。
研究人员利用位于夏威夷的双子座望远镜和位于智利的甚大望远镜的数据,确认了巴纳德星周围这四颗行星的存在。此前,一项利用甚大望远镜数据的研究于去年发表,该研究表明存在一颗行星,并暗示可能存在另外三颗。
在太阳系之外的行星被称为系外行星。自20世纪90年代以来,天文学家们已经发现了超过5800颗系外行星,而围绕巴纳德星运行的这四颗行星是其中最小的。这反映了天文学家们精确定位这些小型世界的能力不断提高。
巴纳德星位于蛇夫座方向,是一颗红矮星,属于最小类型的普通恒星。它的质量约为太阳的16%,温度也远低于太阳。然而,这四颗行星的轨道非常靠近恒星,导致其表面的温度很高,不利于生命的存在,就像水星被烘烤过的表面一样。
不适宜居住的原因
芝加哥大学天文系博士生、本周发表在《天体物理学杂志通讯》上的这项研究的主要作者里特维克·巴桑特表示:“行星适宜居住的关键要求是存在液态水。”
“如果一颗行星的轨道离它的恒星太近,所有的水都会蒸发。如果太远,水就会结冰。事实证明,围绕巴纳德星运行的这四颗行星都离它们的恒星太近,导致它们过于炎热,无法维持液态水。”巴桑特补充道。
行星特征
巴纳德星的行星系统是目前已知唯一一个完全由小于地球的行星组成的系统。最内侧的行星质量是地球的26%,第二颗行星的质量是地球的30%,第三颗行星的质量是地球的34%,最外侧的行星质量是地球的19%。每颗行星的公转周期都只有几天。
为了更直观地了解它们的质量,火星的质量约为地球的11%,水星的质量约为地球的6%。
这四颗行星都以近乎完美的圆形轨道围绕巴纳德星运行,它们的轨道半径都小于水星到太阳的距离。
宜居带的缺失
天文学家们定义了一个“宜居带”,它指的是恒星周围的一个区域,在这个区域内,行星表面的温度(如地球上的温度)允许液态水的存在。研究人员排除了巴纳德星周围宜居带内存在地球大小行星的可能性,但他们并未排除该系统中存在其他小型行星的可能性。
寻找地外生命
在寻找地外生命的过程中,科学家们正在寻找潜在的宜居行星,这些行星是岩石行星,并且像地球一样温暖,而不是气态行星。通过这项新的发现,天文学家们现在知道,在半人马座α星和巴纳德星系统中都存在岩石行星,但没有行星位于宜居带内。在半人马座α星系统中已经探测到两颗系外行星,它们都围绕着红矮星比邻星运行。
系外行星的探测方法
探测系外行星的方法有很多种。在这项研究中,研究人员使用了“摆动”法,正式名称为“径向速度法”。行星的存在会对它的恒星产生引力拉动,导致恒星发生轻微的摆动。望远镜可以测量这种运动,从而让天文学家推断出行星的存在。
由于仪器灵敏度不断提高,天文学家们通过这种方法精确定位系外行星的能力得到了提升。巴纳德星系统中最外侧的系外行星是使用这种方法发现的大约1100颗行星中最小的。
研究意义
巴桑特表示:“这项研究展示了下一代仪器在探测低质量行星方面的日益增长的能力。新发现的围绕巴纳德星运行的四颗行星都是亚地球质量行星,这是一个在太阳系之外仍然很大程度上未被探索的领域。这标志着在类太阳恒星的宜居带内寻找地球质量行星方面迈出了重要一步。”
该报道由威尔·邓纳姆撰写,罗莎尔芭·奥布莱恩编辑。