我们最近的邻星半人马座近星可能藏匿着一个广阔的太阳系,因为科学家们相信他们已经发现了第三颗围绕它运行的行星。这一发现再次强调了太阳系外行星的普遍性——它为我们提供了附近的第三个可能世界,供我们研究和潜在探索。
半人马座流星雨距离地球4光年多一点,长期以来,它一直吸引着科学家和科幻爱好者的想象力,如果我们在太阳系之外冒险,它将是一个绝佳的游览地点。2016年,天文学家发现了一颗围绕它运行的行星,这颗天体变得更加有趣。这颗名为Proxima b的行星位于恒星的宜居区,那里的温度可能刚好适合水在表面聚集。仅仅几年后,第二颗行星Proxima c也在这颗恒星周围被发现。
随着第三颗可能的系外行星Proxima d的发现,半人马座Proxima可能是一系列世界的家园。虽然我们还没有办法在任何合理的时间范围内前往半人马座近邻,但如果我们真的开发出这样的能力,这些行星可能是我们第一次造访的地方。目前,它们离地球很近,是后续研究和观测的首选对象。天文学家说,他们可以帮助我们不断探索,了解行星是如何围绕着遥远的恒星形成的。
“我认为这确实有助于我们从整体上或更全面地理解行星系统,”天文学与科学研究的主要作者若昂·法里亚说;描述这一发现的天体物理学和葡萄牙埃斯帕索天文学院的一名研究人员告诉《边缘》杂志。“我们发现的越多,就越能理解它们。”
法里亚和他的团队无意中发现了Proxima d的证据。当他们试图确认第一颗系外行星Proxima b确实存在时,这一发现曝光了。2019年,在与欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜(VLT)合作时,他们观测了半人马座近邻星,并将其定位在近邻b上。但在他们的数据中,他们注意到了系统中另一颗系外行星的暗示。
法里亚说:“一开始这是一个惊喜。”。这个团队一直用VLT从2019到2021侦察这颗恒星,以找出更多关于这个神秘的第三颗行星的信息。
寻找系外行星是一件非常困难的事情,因为这些遥远的物体经常被它们所环绕的恒星发出的光完全淹没。通常,天文学家必须推断出存在一颗系外行星。一种方法是观察恒星的亮度随时间的变化。如果一颗行星经过一颗相对地球较远的恒星前面,地球会暂时阻挡该恒星的一些光线,导致该恒星变得非常微弱。这是一种现象,我们可以利用它来了解更多关于系外行星的信息。
天文学家还不确定Proxima d是否从我们在地球上的有利位置经过半人马座Proxima。取而代之的是,研究小组通过观察半人马座近邻的轻微摆动找到了世界的证据,就像发现近邻b一样。即使是很小的系外行星,也会对它们的恒星产生引力效应,尽管影响很小。它们的存在会导致母星轻微摇晃,通常是以我们可以从地球上看到的模式。Faria和他的同事通过这项技术确定了Proxima d的存在。
目前,Proxima d只是一个候选者,所以它的存在尚未得到证实。但基于这些抖动,我们知道Proxima d的一些诱人的东西,如果它是真的。它被认为是地球质量的四分之一,是半人马座近邻系统中最轻的行星,也是迄今为止发现的最轻的系外行星之一。“如果证实了这一发现,天文学家就可以研究一颗质量小于地球的行星,就在我们邻近的行星系统的隔壁。”新墨西哥大学的助理教授Diana Dragomir在一封电子邮件中写到,他是专门从事系外行星的助理教授,他没有参与这项研究。
除此之外,这颗行星实际上正在拥抱它的母星。这颗系外行星距离水星和太阳的距离不到十分之一,绕半人马座近邻运行只需五天。这似乎很快,但Proxima b在其轨道上只需要11天。由于Proxima d离半人马座Proxima非常近,发现团队认为,这颗行星的表面可能太热,水无法保持液态,因此将其置于可居住区之外。
即使Proxima d位于可居住区,也不清楚生命是否能在地表生存。半人马座近邻是一颗红矮星,比我们的太阳小得多,也比太阳暗得多,这意味着这些行星接收到的光的类型与我们在地球上获得的光的类型非常不同。此外,众所周知,红矮星的耀斑比太阳等恒星更频繁、更强烈,这意味着半人马座近邻不断向其附近的行星发射辐射粒子。即使没有这些耀斑,这些行星受到的辐射也比我们在地球上受到的辐射大得多,因为它们的轨道很近。
但是,即使我们所知的生命在那里很难生存,科学家们也渴望更多地了解红矮星周围的行星,比如半人马座近邻。而像这样一个封闭的太阳系是一个很好的先研究的地方。法里亚说:“我们仍然有疑问,这些恒星周围形成了什么样的行星,它们是与太阳系中的行星相同,还是不同。”