人類發現的第三顆系外行星Proxima d被證實圍繞比鄰星運行

2016年8月,歐洲南方天文台(ESO)的天文學家們宣布,他們發現了一顆在鄰近的半人馬座附近運行的系外行星。根據徑向速度測量(又稱多普勒光度法),發現小組估計,這顆行星的大小和質量與地球大致相同,並在半人馬座環形宜居區(HZ)內運行,2020年,這顆行星被後續觀測所證實。同年,第二顆系外行星(Proxima c)被證實,其質量大約是地球的七倍(超級地球或迷你海王星)。

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這張藝術家的印象圖顯示了Proxima d,這是最近發現的圍繞紅矮星Proxima Centauri運行的一顆候選行星。這顆行星被認為是岩質的,其質量約為地球的四分之一。圖像中也可以看到另外兩顆已知圍繞半人馬座運行的行星。半人馬座b是一顆質量與地球差不多的行星,每11天圍繞恆星運行一次,位於宜居區內;候選的半人馬座c則是在更長的時間內圍繞恆星運行5年。

如果這還不夠的話,歐空局的一個國際天文學家小組最近宣布,他們在半人馬座圍繞紅矮星Proxima Centauri處探測到了第三顆系外行星–Proxima d!。這顆火星大小的行星在其宿主恆星和Proxima b之間的軌道上運行,是迄今為止發現的最輕的系外行星之一。描述他們發現的論文發表在2月10日的《天文學與天體物理學》雜誌上。

根據發現團隊的說法,在2020年,當天文學家使用歐空局甚大望遠鏡(VLT)上的一個新儀器–岩石系外行星和穩定光譜觀測系統(ESPRESSO)對半人馬座進行後續觀測時,首次暗示了Proxima d的存在。除了確認Proxima b的存在之外,天文學家們還發現了與一個具有五天軌道的天體相對應的信號的第一個暗示。

由於該信號非常微弱,研究小組不得不用ESPRESSO進行後續觀測,以確認它是由一顆行星引起的。與Proxima b和c類似,這顆行星是用徑向速度法確認的,即恆星位置的輕微變化表明可能存在行星。正如João Faria,西班牙天體物理學和科學研究所的研究員和論文的主要作者,在歐洲航天局最近的一份新聞稿中解釋說。”在獲得新的觀測結果后,我們能夠確認這個信號是一個新的候選行星。探測到這樣一個小信號,並通過這樣做發現一顆離地球如此之近的系外行星,這一挑戰讓我很興奮。這個結果清楚地顯示了ESPRESSO的能力,讓我對它在未來能夠發現什麼感到好奇”。

根據他們的結果,Proxima d的最小質量為0.26個地球質量(火星質量的兩倍),使其成為使用徑向速度法測量的最輕的系外行星。由於Proxima b非常輕,它的引力影響非常小,只導致比鄰星以每秒約40厘米(1.44公里/小時;0.89英里/小時)的速度來回移動。他們還證實,它在大約0.029AU–400萬公里;2485485英里–或不到水星與太陽距離的十分之一的距離上繞其恆星運行。

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ESPRESSO儀器從位於智利的歐空局超大型望遠鏡的所有四個8.2米望遠鏡中收集光線。

半人馬座恆星系統包括三顆已確認的系外行星,其軌道周期分別為5天(Proxima d)、11天(Proxima b)和5年(Proxima c)。正如智利ESO的ESPRESSO儀器科學家Pedro Figueira所指出的:”這一成就是極其重要的。它表明,徑向速度技術有可能揭開像我們自己的輕質行星群的面紗,這些行星預計是我們銀河系中最豐富的,而且有可能承載我們所知的生命。”

這一發現不僅展示了近年來系外行星研究飛速發展的方式。它還使半人馬座對天文學家的吸引力更強。在這個最近的恆星鄰居周圍發現了三顆系外行星(六年內),其研究潛力是不可估量的。這些活動將極大地受益於詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(JWST),它將開始收集光線。

此外,使用ESPRESSO儀器進行的系外行星調查將受益於計劃於2027年投入使用的極大型望遠鏡(ELT)。在其39.3米(130英尺)的主鏡、4.2米(14英尺)的副鏡和一套先進的儀器(包括光譜儀、日冕儀和適應性光學儀器)之間,ELT將在擴大系外行星普查方面發揮重要作用。

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