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  • 比邻星附近系外行星的发现:科幻作家梦想另一个地球的实现
    新浪科技2016-08-30 14:28
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    新浪科技讯北京时间8月27日消息,欧洲南方天文台(ESO)公布了一项重要发现,科学家们在距离地球最近的恒星(除太阳外)比邻星的周围发现了一颗系外行星,引发广泛关注。

    比邻星(Proxima Centauri)位于半人马座,是距离太阳系最近的恒星,最新研究确认其周围存在一颗地球大小的行星,并且由于到恒星的距离适中,这颗行星的表面温度很有可能较为温和,从而能够允许水体以液态形式在其地表存在。这项发现的相关论文已经发表在8月25日出版的《自然》杂志上,从而满足了科幻作家们长期以来的一个梦想,那就是找到了一个距离足够近的潜在宜居星球,以便作为未来人类跨出太阳系之后首次远征的第一站。

    伦敦大学玛丽皇后学院的天文学家格列姆·安哥拉达-艾斯卡德(Guillem Anglada-Escudé)教授是作出这项发现的研究组负责人,他表示:“搜寻生命的旅程开始了。”

    人类对于这一近邻世界的首次探索或许会从前不久宣布的“突破摄星”计划(Breakthrough Starshot initiative)开始,该计划设想在未来数十年内建造大批量的微型激光驱动恒星际飞船,这样的微型飞船能够能够达到大约20%的光速。如果能够实现,那么这些飞船将可以在20年左右的时间里跨越分隔了我们与比邻星之间大约4.2光年的广袤空间,抵达这次发现的这个崭新的行星世界。

    此次在比邻星周围发现的这颗行星质量至少是地球的1.3倍。这颗行星围绕一颗红矮星,也就是比邻星运行,公转的周期是11.2天。这颗恒星的质量和亮度都要比太阳小得多,从地球上用肉眼是无法在夜空中看到比邻星的。位于纽约的哥伦比亚大学的天文学家大卫·基平(David Kipping)表示:“如果要你选出你最希望看到的行星类型,再让你选出这颗行星围绕运行的,你最希望看到的恒星类型,那么这就将是最好的结果。”他说:“真是不可思议!”

    先前的研究已经提示天文学家们,在比邻星周围可能存在一颗行星。从2000年开始,一台安装在南美洲智利境内欧洲南方天文台(ESO)的特殊光谱仪开始搜寻由于隐藏的未知行星的引力拖拽作用而导致的比邻星晃动效应。观测的结果显示,比邻星的光谱中存在周期为11.2天的规律性变化。但天文学家们无法排除这个信号是由于恒星本身活动所造成的假象的可能性,比如恒星耀斑的出现也有可能产生类似的信号。

    生命存在的几率

    在2016年1月份,安哥拉达-艾斯卡德和他的同事们发起了一项行动,旨在最终敲定此前一直被怀疑可能存在于比邻星近旁的系外行星目标。欧洲南方天文台满足了他们的申请,批准他们使用该机构的另外一台行星搜寻设备,并且从1月19日到3月31日之间,几乎每天晚上他们都能够获得20分钟的观测时间。安哥拉达-艾斯卡德表示:“在我们连续观测了10个晚上之后,情况已经变得愈发明朗了。”

    项目组将他们开展的这一行动命名为“黯淡红点”(pale red dot),很显然这个名字来源于1990年美国宇航局旅行者-1号飞船在太阳系边缘所拍摄的那张著名照片“黯淡蓝点”(pale blue dot)。由于比邻星是一颗红矮星,因此它附近的系外行星看上去很有可能是偏红色或者橘色的,就像地球上在傍晚的和煦暮光照耀下的景象。

    尽管这颗行星运行的轨道位于比邻星的宜居带内,理论上有可能允许其表面存在液态水,但如果综合考虑其他条件,则这颗行星上存在生命的可能性很低。首先这颗行星很有可能处于潮汐锁定状态,这就意味着它永远会有一面是面朝它的“太阳”的。这将导致其半个星球陷入酷热,而另外半个星球则处于永恒的黑暗和冰冻状态。除此之外,红矮星剧烈的活动可能会释放大量毁灭性的X射线,持续轰击其不远处的行星,将任何生命彻底摧毁。最后,我们目前还无法确定这颗行星是否存在一个能够起到保护作用,对生命友好的大气层。

    比邻星本身属于半人马座α,这是一个三合星系统。在2012年,《自然》杂志曾经刊载一篇文章,报告在该系统内另外一颗成员恒星半人马座αB周围发现一颗地球质量的系外行星。然而该结果后来受到同行质疑,目前基本已经被否定。不过,对于此次比邻星周围系外行星的发现,业内相关专家基本认为是可靠的。

    德国图林根州天文台的天文学家雅迪·哈茨(Artie Hatzes)表示:“人们都叫我‘质疑先生’,但我认为这次的结果是比较可靠的。”

    证据确凿

    这一次,结合最新观测数据和其他一直可追溯到2000年的原有数据,大大增加了该研究结果的可靠性。研究团队成员,美国德克萨斯大学奥斯丁分校的天文学家迈克·恩德尔(Michael Endl)表示:“在相当长的一段时间内,该信号在相位与振幅方面都非常清晰。这是一颗行星存在的确凿证据。”甚至,相关数据还暗示在该系统内可能还存在着另外一颗行星,其公转周期大致在100~400天之间。

    研究组现在想要确定这颗行星在公转过程中是否会经过比邻星的前方。当然这样的几率很低,但如果这样的凌星现象的确出现,那么这将帮助科学家们判断这颗行星的诸多细节参数,比如它究竟有没有大气层的存在?目前,一个由基平领导的独立小组正在积极搜寻比邻星可能存在的掩星现象,科学家们正努力从大量数据中搜寻任何与此相关的蛛丝马迹。

    美国宾尼法尼亚州立大学的天体物理学家斯特恩·斯加德森(Steinn Sigurdsson)表示,此次在比邻星附近发现系外行星的成果出现的时机恰逢科学界正越来越对围绕红矮星运行的小质量系外行星的兴趣与日俱增的时候。美国宇航局的开普勒空间望远镜的相关成果已经证明了这类恒星周围存在小质量岩石行星是一种普遍现象,而红矮星本身也是银河系内数量最多的恒星类型。他说:“这是对于这项战略的最佳支持。”

    有朝一日,今天我们找到围绕比邻星运行的系外行星的这项成就,或许将被证明是开启行星研究领域一个全新时代的里程碑式事件。基平指出:“它为我们提供了一个目标和着眼点,以便我们能够据此研制下一代的望远镜,甚至有朝一日直接飞往那里进行实地探访。”他说:“而这正是将系外行星科学推进到下一阶段所需要的。”(晨风)

    稿源: 新浪科技)
    作者: 晨风 )
    编辑: 冯春磊
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