离太阳最近的恒星 南门二发现地球级系外行星

南门二发现地球级系行星。(图/引用自台北天文馆网路天文馆网站)

国际中心综合报导

欧洲瑞士日内瓦天文台Xavier Dumusque等天文学家利用欧南天文台位在智利观测站的3.6米望远镜光谱仪,在半人马座Alpha(Alpha Centauri,南门二)恒星系统中,发现一颗质量与地球相当的系外行星,使其成为迄今已知离太阳系最近的系外行星,还是离太阳系最近的地球级系外行星,更是第一颗在与太阳如此近似的恒星旁发现的质量最小的系外行星。由于这颗行星颇接近其母恒星,表面温度相当高,不适合现今已知的生命型态来生存,所以还没资格称为「地球的双胞胎」。

南门二是南天天空中最亮的恒星之一,也是离太阳系最近的恒星系统,距离太阳系仅4.3光年之遥,南门二所发出的光以光速(约每秒30万公里)前进,约需4.3年才能抵达地球。南门二其实是一个三合星系统(triple star),其中A与B两颗类太阳恒星彼此互绕,互绕一周约需79.91年。

而A与B又与另一颗红矮星C互绕,南门二C又是全天空离太阳系最近的恒星约4.2光年,故被暱称为比邻星(Proxima)。天文学家从19世纪开始便猜测有行星环绕南门二,是太阳系之外最近的生物居所,虽然观测精确度与日遽增,却始终毫无所获,直到现在才终于让天文学家们一偿夙愿

南门二是三合星系统,A与B互绕,二者又与比邻星互绕

Dumusque等人是利用所谓的径向速度法,又称为都卜勒效应法或摆动法发现这颗行星;亦即受到行星重力影响,其母恒星的位置会有些微的来回摆动,使得母恒星的光谱谱线呈现来回摆动的现象。这颗行星其实只环绕南门二中的B星公转,其重力造成恒星的位置摆动少于每秒51公分(每小时1.8公里),相当于宝宝爬行的速度。

这是到目前为止,以径向速度法探测系外行星的工作中精确度最高的。不过用这种方式虽然能侦测到行星的存在,并由谱线摆动周期得知行星公转周期和与母恒星的距离,但只能获得系外行星的质量下限,无法得知精确的行星质量。

从1995年于类太阳恒星周围发现第一颗系外行星迄今,天文学家已经确认了800多颗系外行星的存在,其中绝大部分都比地球大很多,甚至有许多是比我们太阳系最大的行星木星还大的;对系外行星领域的天文学家而言,他们现在的挑战是寻找位在恒星适居区、质量与地球差不多的系外行星,并研究这些地球级行星的特征,现在已渐有斩获。

南门二B是颗类太阳恒星,质量和体积都比太阳小一些,质量约太阳的0.934倍,半径约为太阳的0.863倍,表面温度约5210K,亮度也比太阳暗一些,表面活动程度与太阳类似,并不特别剧烈,自转一周约需38.7天,比太阳的25天稍慢一些。由于质量比太阳小,因此南门二B的适居区比太阳系的还近。所谓的适居区是指行星表面若有水,可以以液态方式存在于行星表面。

「南门二Bb」距母恒星仅600万公里,酷毙了

新发现的这颗系外行星南门二Bb,质量下限只比地球大一些,约1.13倍地球质量,距离其母恒星约600万公里(0.04AU),比水星到太阳的距离还近很多,环绕南门二B一圈仅需3.236天;而与南门二B互为双星的A,和这颗行星的距离则比B还远了数百倍,不过在南门二Bb这颗行星上观看南门二A,仍是个非常明亮的天体

虽然南门二Bb这颗系外行星不是位在南门二B的适居区内,不过Dumusque等人表示,从统计上来看,这类低质量行星似乎偏向于在多重行星系统中形成;这意味着,在南门二B周围,还有其他行星的机率非常高,甚至可能有位在南门二B适居区中的行星。

在质量、表面温度都和太阳这么类似的恒星周围,发现质量与地球相当的系外行星,让天文学家相当兴奋。虽然这颗行星非常靠近母恒星而不适于类似地球上以水和碳为主的生物生存,但是由于它够近、母恒星也很明亮,因此可以详细地研究这颗行星的大气层。 (文/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)