比邻星的行星轨道运动可能是未来星际航行的焦点

凌安

在距离太阳系最近的星系半人马座，有一个地球大小的行星，绕着比邻星公转。由于其与母星的距离十分合适，所以该行星上很可能存在液态水。科学家近期在《自然》杂志上发表的这一发现，实现了科幻小说作家长久以来的梦想：这是一个潜在的可居住的世界，与地球的距离也很近，足以让人类发送他们的第一个星际航天器。

伦敦大学玛丽皇后学院的天文学家艾斯库德主持了这项研究，他表示：“寻找外星生命从现在真正开始了。”

人类首个探索这個附近世界的机会可能来自最近公布的“突破性明星”计划，该计划将在未来几十年内建造小型的激光推进星际探测器。从地球到比邻星的距离为1.3秒差距，探测器以1/5光速行驶，大约需要20年即可抵达。

比邻星的质量至少是地球质量的1.3倍，是一颗红矮星，比太阳小得多。其行星的公转周期也很短，仅需11.2天。纽约哥伦比亚大学的天文学家大卫·凯普说：“如果你试图选择你最想要的星星类型，那么就是它了。这让人兴奋不已。”

早期的研究暗示了比邻星周围有类地行星的存在。从2000年开始，设置在智利的欧洲南方天文台的一个光谱仪，就在寻找由绕轨道运行的行星的引力引起的星光转变。所得的测量结果表明，每隔11.2天，辐射强度就会有一些变化。起初，天文学家不能排除信号是由行星运行或其他类型的活动引起的，例如恒星耀斑。

2016年1月，艾斯库德及其同事开始了新的研究，以明确之前对比邻星的猜想。欧洲南方天文台批准了艾斯库德团队的申请，允许该团队在1月19日至3月31日之间使用欧洲南方天文台的不同望远镜，观察比邻星的第二颗行星。他们几乎每天晚上都会观测，每次20分钟。 艾斯库德说：“迄今，我们有10个夜晚观察到了非常明显变化。”

1990年，“旅行者1”号为地球拍摄了著名的“暗淡蓝点”照片。该团队将这项工作称为“暗淡红点”运动，这是因为比邻星是一颗红矮星，其行星将呈现红色或橙色，也许会笼罩在一片类似于地球夜晚的温暖色彩中。

虽然该行星在可能存在液态水的距离的轨道上运动，但其他因素可能使其不宜居住。它可能会被潮汐锁定，这意味着行星的一个半球总是面对着比邻星，比邻星可能会烧焦它，而另一半则一直保持冰冷严寒。活跃的恒星偶尔会用破坏性的X射线耀斑照射行星。因此，我们还不能确定该行星是否对生命具有保护性，是否存在对生命友好的大气层。

比邻星属于半人马座α星三星系统。2012年，《自然》杂志报道称，一颗类地行星围绕着这个三星系统的另一个成员——半人马座αb星——运行。现在，这项研究结果已不被大多数科学家看好，但外行星专家称，比邻星的猜想更有可能获得支持。

德国图腾堡图林根州立天文台的天文学家阿蒂·哈泽兹说：“人们叫我怀疑论者，但我认为这个结果更加稳健。”

这一次，艾斯库德团队认为，将新的观察结果与2000年以来的历史测量结果相结合，可以增强对这一发现的信心。得克萨斯大学奥斯汀分校天文学家小组的成员迈克尔·恩德尔说：“在很长一段时间内，它在相位和振幅方面保持稳健的态势。这表明它是一颗行星。”这些数据甚至包含一个可能存在的另一个类地行星的线索，它可能围绕比邻星运行，公转周期为100天至400天。

现在，研究人员希望该行星能够运行到比邻星对着地球的那一面，以便地面观测。虽然这个概率很低，但这样的“过境”可以揭示行星的细节，比如它是否存在大气层。由大卫·凯普领导的团队一直在比邻星周围进行独立观测，并且加班加点地处理数据，以寻找任何可疑信号。

宾夕法尼亚州立大学的天体物理学家施坦因·希古拉德森表示，有关比邻星周围类地行星的发现，迎来了对矮星周围小型行星的兴趣日益增长的科学时代。美国航空航天局的开普勒空间望远镜的观测数据已经表明，固体行星在恒星周围很常见，而这些恒星就是银河系中最常见的恒星。“这是对该推断的完全证明。”他说。

现在，发现比邻星周围的类地行星被认为是行星探索新阶段的标志。“它带给我们的目标和重点是建造下一代望远镜，甚至在未来某天抵达和访问它们。”大卫·凯普说，“我们需要把对系外行星的科学研究提升到一个新的水平。”