在距離太陽系10.7光年的南天星空,一顆不起眼的紅矮星GJ 887,最近成了系外行星探索圈的關(guān)注焦點(diǎn)。
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2026年3月4日發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》的最新研究表示:研究人員不僅證實(shí)了GJ 887周圍至少存在4顆已確認(rèn)的系外行星,還徹底確定了2020年一個(gè)疑似位于宜居帶行星的信號(hào)--GJ 887d的存在。
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對(duì)于尋找系外行星的天文學(xué)家來說,紅矮星堪稱寶藏目標(biāo)。
這類恒星很小,通常質(zhì)量還不到太陽的一半,溫度低、光度也弱。
主星質(zhì)量小,這讓行星的引力拖拽帶來的徑向速度(恒星搖擺)就更明顯,更容易被天文學(xué)家捕捉。
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同時(shí)它的宜居帶(能讓行星表面維持液態(tài)水的軌道范圍)離恒星更近,行星公轉(zhuǎn)周期更短,這會(huì)讓天文學(xué)家更快的積累更多的觀測(cè)數(shù)據(jù),以區(qū)分真實(shí)的行星信號(hào)和恒星活動(dòng)噪音。
早在2020年,天文學(xué)家就利用徑向速度法發(fā)現(xiàn)了圍繞GJ 887的兩顆行星GJ 887 b和GJ 887 c,它們的公轉(zhuǎn)周期分別為9天和21天。
在那次發(fā)現(xiàn)中,研究人員還捕捉到了一個(gè)50天周期性信號(hào)的候選行星GJ 887d。
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但當(dāng)時(shí)的核心難題是:這個(gè)信號(hào)到底來自真實(shí)的行星,還是恒星自身的活動(dòng)?
因?yàn)榧t矮星的黑子、耀斑、大氣不均勻性,都會(huì)產(chǎn)生類似行星引力造成的徑向速度虛假信號(hào)。
而當(dāng)年的觀測(cè)數(shù)據(jù)沒法把兩種情況徹底分開,所以留下了一個(gè)巨大的懸念。
那么為了解開這個(gè)謎題,這次天文學(xué)家用上了當(dāng)下最頂尖的觀測(cè)利器。
他們整合了新型高精度徑向速度行星搜索器(HARPS)光譜儀的101條全新觀測(cè)數(shù)據(jù)、ESPRESSO光譜儀的12條超高精度徑向速度數(shù)據(jù),搭配歷史存檔觀測(cè),最終篩選出289條經(jīng)夜間合并后的高質(zhì)量徑向速度結(jié)果。
更關(guān)鍵的是,團(tuán)隊(duì)同步分析了苔絲空間望遠(yuǎn)鏡的測(cè)光數(shù)據(jù)、ASAS全天巡天的長(zhǎng)期光度數(shù)據(jù),讓天文學(xué)家知曉了主恒星的自轉(zhuǎn)周期:38.7±0.5天。
這次天文學(xué)家徹底摸清了主恒星的活動(dòng)規(guī)律。
最終通過模型計(jì)算,天文學(xué)家把恒星活動(dòng)帶來的噪音和行星的真實(shí)信號(hào)完全剝離開,證實(shí)了行星d的存在。
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GJ 887 d的公轉(zhuǎn)周期在50.77天左右,軌道在GJ 887的宜居帶范圍內(nèi),接收到的恒星輻照量約為地球的81%,無大氣平衡溫度241K,這和地球的平衡溫度非常接近,完全滿足液態(tài)水存在的核心條件。
它的最小質(zhì)量約為地球的6.1倍,屬于典型的超級(jí)地球,論文也明確指出,它是繼比鄰星b之后,距離太陽系第二近的宜居帶系外行星。
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而對(duì)于紅矮星來說,GJ 887是一顆非常“安靜”的紅矮星。
因?yàn)榇蠖鄶?shù)紅矮星都有非常恐怖的超級(jí)耀斑爆發(fā),這不利于生命的生存,但GJ 887整體磁場(chǎng)活動(dòng)水平遠(yuǎn)低于同光譜型的恒星,就算有偶發(fā)的耀斑活動(dòng)也更為溫和,這對(duì)宜居帶內(nèi)的行星來說,非常的友好。
所以,在這樣距離我們不是很遠(yuǎn),又溫和的恒星周圍發(fā)現(xiàn)可能宜居的行星,這讓天文學(xué)家非常的興奮。
之后呢,無論是計(jì)劃中的宜居世界天文臺(tái)(HWO),還是大型系外行星干涉儀(LIFE),都會(huì)把這顆宜居帶行星作為大氣探測(cè)的優(yōu)先對(duì)象,若是探測(cè)到大氣的話,那么它的研究?jī)r(jià)值將會(huì)再次倍增。
紅矮星的超級(jí)耀斑
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這次的研究除了這顆備受關(guān)注的宜居帶行星,團(tuán)隊(duì)還挖到了一顆此前完全被掩蓋的行星——GJ 887 e。
它的公轉(zhuǎn)周期只有4.42天,最小質(zhì)量約為1.46倍地球,是巖質(zhì)行星候選體,只不過離恒星太近,表面平衡溫度超過540K,不在宜居范圍內(nèi)。
2020年發(fā)現(xiàn)的兩顆行星,這次也拿到了更精準(zhǔn)的參數(shù):9.26天周期的GJ 887 b,質(zhì)量約3.9倍地球;21.78天周期的GJ 887 c,質(zhì)量約6.5倍地球,均為超級(jí)地球。
除此之外,團(tuán)隊(duì)還捕捉到一個(gè)周期2.2天的微弱信號(hào),和4.4天的行星恰好形成2:1軌道共振,若被證實(shí)為行星,質(zhì)量?jī)H為地球的一半,屬于亞地球級(jí)行星。
但目前它的統(tǒng)計(jì)顯著性還未達(dá)到行星確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),只能列為候選體,等待后續(xù)更高精度的觀測(cè)驗(yàn)證。
從2020年的兩顆行星,到如今4顆確認(rèn)行星、1顆候選體,還鎖定了一顆近鄰宜居帶行星,GJ 887系統(tǒng)已經(jīng)成了研究系外行星形成、演化與宜居性的天然實(shí)驗(yàn)室。
隨著觀測(cè)技術(shù)的升級(jí),這個(gè)離我們僅10光年的行星系統(tǒng),說不定還會(huì)帶來更多意想不到的驚喜。
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