最近恒星“比邻星”系外行星新发现！

周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏

周三 · 风月同天|周四 · 观测指南

周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 太空探索

翻译：李想

校对：刘思慧 梁美珍

美编：张少岩

后台：库特莉亚芙卡 李子琦 胡永葳

原文链接：https://sorae.info/astronomy/20220214-proxima-centauri.html

太阳系外行星候选「比邻星d」的想象图

（Credit: ESO/L. Calçada）

以葡萄牙天体物理・宇宙科学研究所（IA）的João Faria为首的研究小组发表了最新研究成果——关于一颗围绕 “比邻星”（离太阳最近的恒星）公转的系外行星候选者展开的研究。到目前为止，比邻星被确认拥有2颗行星，这次的研究成果可能与其第三颗系外行星的发现相关。

推测其质量下限约为地球质量的1/4，可能是利用视向速度法发现的最轻行星。

比邻星位于半人马座方向，是距离地球约4.24光年的一颗红矮星，与2颗类日恒星“半人马座α星A”和“半人马座α星B”组成三星系统。比邻星质量约为太阳的0.12倍，表面温度约为摄氏2700度，是一颗低温的、小小的恒星。

发出明亮光辉的半人马座α星A和B（Aplha Centauri AB、左上）、与比邻星（Proxima Centauri、右下圆圈内）周围的环境。A星和B星看起来好像一颗星星（Credit: Digitized Sky Survey 2, Acknowledgement: Davide De Martin/Mahdi Zamani）

天文学家于2016年在比邻星的宜居带内发现一颗绕其运行的系外行星“比邻星b”，于2020年在外侧又发现另一颗系外行星“比邻星c”。

据科学家推算，比邻星b的质量约为地球的1.29倍以上，比邻星c的质量为地球的7倍上下。比邻星b的公转周期约11.2天，而比邻星c约为5.2年。

相关链接(日文)：科学家在距太阳最近的恒星“比邻星”处新发现一颗超级地球

本次新发现的候选系外行星被命名为“比邻星d”。研究小组称，他们推断比邻星d的质量下限约为地球的0.26倍。这个质量低于位于“飞鱼座”方向35光年的系外行星“L 98-59b”（质量约为地球质量的40%），作为利用“视向速度法”（与多普勒位移法一样，下文详述）发现的系外行星，这可能是至今最轻的行星。

研究小组称，他们推断比邻星d的质量下限约为地球的0.26倍。这个质量低于位于“飞鱼座”方向35光年的系外行星“L 98-59b”（质量约为地球质量的40%），作为利用“视向速度法”（与多普勒位移法一样，下文详述）发现的系外行星，这可能是至今最轻的行星。

相关链接(日文)：科学家详细观测了35光年外的系外行星，推测其可能位于宜居带内

从比邻星d地表远眺的想象图

（Credit: G. Perez; Concept: A. Suarez, J. González, R. Rebolo）

实际上，过去就有研究小组实施观测，发现可能存在比邻星d。2019年，有研究小组利用欧洲南天天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）上的分光观测仪“ESPRESSO”对比邻星进行观测，再次确认了在此3年之前报告比邻星b的存在的同时，也发现了疑似在其内侧公转周期约5天的其他行星存在的信号。

相关链接(日文)：科学家再次观测类地系外行星比邻星b，精度比初次观测时提高3倍

这次的成果是利用ESPRESSO技术进行追加观测得来的。研究小组通过分析观测数据得出结论，被检测出的信号并不是由比邻星自身活动产生，而是受公转周期约5.12天的比邻星d的影响而产生的。质量小的行星对主星的影响也很小，论文提到，受比邻星d公转的影响，比邻星视线方向上的移动速度约为秒速40cm（时速1.44km）。

但是，因为比邻星d还处于系外行星候选阶段，还需要在今后的追加观测中进行确认。另外，研究小组指出，比邻星d在宜居带的内侧公转，表面的平衡温度有可能达到90摄氏度。

顺便说一下，系外行星的名字是在主星的名字后添加小写字母而命名的（※）。根据离主星的距离和被发现的顺序，从“b”开始依次被赋予“c”、“d”、“e”……但是，因为在同一星系中，为了即使后来发现了其它系外行星时，也不用更改已经命名的名字，系外行星名字中的字母顺序和离主星的距离并不一定完全一致。

比邻星3颗行星的质量和公转周期示意图

（Credit: sorae）

本次报告的比邻星d是在比邻星中第三个被发现的系外行星，所以被赋予了“d”。但是，由于其公转轨道比之前发现的比邻星b还要靠内，就有点麻烦，要是从距离比邻星由近到远的顺序依次排列的话，就会变成“d”、“b”、“c”。

※…一部分系外行星的命名，来自国际天文学联合会（IAU）从世界各国征集的名字（例如：系外行星HD 145457b的名称“Chura”）

相关链接(日文)：太阳系外行星命名活动结果发表。恒星为“Kamui”，系外行星为“Chura”

用于系外行星观测的视向速度法&凌星法

“视向速度法（多普勒位移法）”，是指伴随着系外行星的公转，像画圆一样，以微微晃动的主星的运动为基础，间接发现系外行星存在的方法。

随着行星的公转，主星会轻微晃动。它朝着地球运动时, 其发出的光线颜色会变蓝，远离地球运动时变红，呈现出周期性的变化。天文学家能够利用分光观测得到天体的光谱，进而检测出主星颜色发生这样的变化。

伴随系外行星公转，主星光谱变化情形的示意动画

还有一种称为“凌星法”的方法，其原理是当系外行星在主星（恒星）前面经过，即“凌星（transit）”时，会引起主星亮度发生微弱变化，从而可探知行星的存在。美国航空航天局（NASA）的系外行星探测卫星“TESS”等，就是利用该方法进行系外行星的搜索。

通过重复观测凌星现象，可以由凌星发生周期得到系外行星的公转周期。而且，依据凌星时主星的光变曲线（表示天体亮度随时间变化而变化的曲线），可以得到系外行星的直径及是否含有大气层等信息。

由于系外行星的凌星现象造成恒星亮度变化的示意动画
（Credit: ESO/L. Calçada）

Source

Image Credit: ESO/L. Calçada

ESO - New planet detected around star closest to the Sun

IAC - A sub-Earth confirmed in the planetary system of the closest star to the Sun

Faria et al. - A candidate short-period sub-Earth orbiting Proxima Centauri

文／松村武宏

责任编辑：王雨阳

牧夫新媒体编辑部

『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号：astronomycn

棒旋星系NGC 6217
影像提供: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team

END