宇宙中的恒星普遍都有自己的行星系统,迄今为止,经科学家确认的系外行星数量已有5千多颗,其中不乏与我们地球类似的类地行星,通常来讲,我们将比地球更大的类地行星称为“超级地球”(super earth),所以我们也可以将比地球更小的类地行星称为“迷你地球”(mini earth)。

在已确认的系外行星中,“迷你地球”并不常见,不过这个“家族”近日一口气增加了4个“成员”。根据一项近日发表在《天体物理学杂志快报》 上的研究,天文学家在距离我们仅5.97光年的一颗恒星周围,发现了4颗“迷你地球”,下面我们就来看看这具体是怎么回事。



这颗恒星在天空中位于蛇夫座方向,最初由天文学家爱德华·巴纳德(Edward Barnard)于1916年发现,所以人们将其称为巴纳德星(Barnard's Star)。

观测数据表明,巴纳德星的质量约为太阳的0.162(±0.007)倍,半径约为太阳的0.187(±0.001)倍,是一颗黯淡的红矮星,由于它是距离太阳第4近的恒星(仅次于半人马座α星系统中的3颗恒星),因此它也成为了天文学家的重点关注对象之一。

尽管巴纳德星已经被研究了很久,但天文学家一直对其行星系统的具体情况感到疑惑,最早的猜测是它周围可能存在一颗类似木星的气态行星,因为观测数据显示,这颗恒星存在着周期性的“摆动”,这通常表明有行星在引力上影响它,而从其“摆动”幅度来看,这应该是一颗质量较大的气态行星。



为了确定这颗假想中的气态行星是否真实存在,一组天文学家使用了位于夏威夷的双子星天文台(Gemini Observatory),并安装了一个名为MAROON-X的精密光谱仪,从2019年到2022年,花了112个夜晚对巴纳德星进行了详细的观测。

在此之后,另一组天文学家又使用位于智利的甚大望远镜上的ESPRESSO仪器,再次对巴纳德星进行了长时间的观测,随后天文学家通过这两组观测数据的相互印证,最终确认了,原来巴纳德星的“摆动”,其实是由四颗比地球小得多的类地行星共同引起的,而不是之前假想中的那颗气态行星。



(↑想象图)

根据天文学家的测算,这4颗“迷你地球”的大小都差不多,其直径在地球的20%至30%之间,质量约为我们太阳系中的水星的质量的4倍左右。那么,在这些“迷你地球”上,是否有可能存在生命呢?

对此,天文学家表示,由于它们的公转周期都只有几天,这意味着它们距离主恒星非常近,这会使得它们所受的恒星辐射极为强烈,温度也必然异常高,同时还很可能已经被潮汐锁定,因此我们可以认为,它们都不适合生命存在(至少是不适合我们地球上的生命形式)。

值得一提的是,已知的观测数据表明,巴纳德星正在不断向太阳接近,根据天文学家的预测,在公元11800年左右,它就会抵达距离太阳最近的位置,到那个时候,它与太阳的距离将只有大约3.75光年,并因此成为距离太阳最近的恒星,不过在此之后,它又会远离太阳而去。



或许我们可以乐观的认为,在几千年之后,人类的科技水平很可能会比现在高得多,甚至拥有了进行恒星际航行的能力,而如果真是这样的话,届时的人类就可以亲自去拜访此次发现的这4颗“迷你地球”,看看那里到底存在着什么。

参考资料:Four Sub-Earth Planets Orbiting Barnard's Star from MAROON-X and ESPRESSO,The Astrophysical Journal Letters, Volume 982, Number 1,2025 March 11

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