这个著名的邻居恒星确定存在4颗类地行星
这个著名的邻居恒星确定存在4颗类地行星
2025年3月11日，天文学家宣布发现了围绕巴纳德星的四颗亚地球行星，这一发现发表在《天体物理学快报》（Astrophysical Journal Letters）上。这些行星的质量约为地球的20%至30%，可能为岩石行星，但因轨道周期仅为数天，接收到的恒星辐射远超地球，表面温度可能类似于金星甚至更高，不适合生命存在。
巴纳德星
巴纳德星（也称为Gliese 699或GJ 699）是一颗M3.5型红矮星，位于蛇夫座，距离地球约6光年，是太阳系后最近的单星系统，仅次于半人马座阿尔法星系统（也被称为南门二，是距离太阳系最近的恒星系统之一，其中包含比邻星）。
艺术家笔下绕巴纳德星运行的系外行星。图片来源：国际双子天文台 / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld
它的年龄约为100亿年，比我们的太阳（约46亿年）老得多。红矮星是银河系中最常见的恒星类型，比太阳小且凉爽，其光度较低，这意味着其宜居带（适合液态水存在的区域）比太阳系更靠近恒星。
发现的行星
研究发现了四颗亚地球行星，每个的质量约为地球的20%至30%，可能为岩石行星。质量介于火星（约0.107地球质量）和地球之间。
它们的轨道周期仅为数天，这表明它们非常靠近巴纳德星。例如，一个行星的轨道周期为3.15天，对应的半长轴约为0.02天文单位（AU），远小于地球到太阳的距离（1 AU）。
这些行星的近距离轨道意味着它们接收到的恒星辐射远超地球。计算显示，0.02 AU的距离比巴纳德星的宜居带（约0.056至0.109 AU）更近，因此它们可能太热，不适合液态水存在。它们的表面温度可能类似于金星甚至更高，可能超过462°C，足以熔化铅。
检测方法
这些行星是通过径向速度法发现的，这种方法测量恒星因行星引力而产生的微小摆动。使用的仪器包括MAROON-X（安装在双子座北望远镜上）和ESPRESSO（安装在欧洲南方天文台的甚大望远镜上）。
这些光谱仪通过分析恒星光谱中的颜色偏移来检测运动，颜色偏移表明恒星在向我们靠近或远离。观测时间跨度为3年，共112个夜晚，这是一项耗时的工作。
宜居性
这些行星的质量如此之小，使用径向速度法检测到它们是技术上的重大突破。它们的质量和轨道周期表明它们可能是岩石行星，但由于观测角度，无法直接观察到凌日（行星从恒星前方经过），因此它们的半径未知。通过质量-半径关系推测，半径可能约为地球的四分之三。
然而，这些行星的近距离轨道意味着它们可能被潮汐锁定，一面永远朝向恒星，导致日夜温差极大。这进一步降低了它们适合生命存在的可能性。此外，巴纳德星的光度低（约为太阳的0.0036倍），其宜居带更靠近恒星，但这些行星仍在宜居带内侧，接收到的热量过高。
特性 | 地球 | 巴纳德星行星 |
|---|---|---|
质量（地球质量%） | 100% | 20-30% |
轨道周期 | 365天 | 几天 |
距离恒星 | 1 AU | ~0.02 AU |
表面温度 | 适合液态水 | 可能超过462°C |
适合生命 | 是 | 否 |
写在最后
尽管这些行星可能不适合生命，但这仍然是一项突破。一个世纪以来，天文学家一直在研究巴纳德星，希望能够在其周围找到行星。如今，科学家们通过精密的观测手段，终于揭开了这一谜团的一部分，为未来更深入的研究奠定了基础。