恒星■科学家突然发现半人马座旁有一颗地球大小的世界！有生命吗？行星|科学家

文章图片

文章图片
本文参加小编 #科学了不起# 系列征文赛。
我们知道，离太阳最近的恒星是一颗被称为半人马座近地星的红矮星。它距离地球只有4.2光年（当然，这个距离对于我们来说还是太远了），目前已知在其可居住区内有一颗地球大小的行星。这并不意味着有生命围绕着最近的恒星运行，但它的可能性应该有助于我们理解这些行星。
它被称为半人马座近地天体b ，虽然大多数系外行星都是通过经纬仪发现的，经纬仪是一种根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的测量仪器。不过这个特殊的世界是通过多普勒效应发现的。什么是多普勒效应呢？它可以简单解释为为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移）；在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低（红移；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
【恒星■科学家突然发现半人马座旁有一颗地球大小的世界！有生命吗？】当这颗行星绕半人马座近地轨道运行时，它的引力会导致恒星轻微摇晃。因此，星光由于相对于我们的运动而稍微引起蓝移和红移。通过测量星光的多普勒频移，我们可以确定它的相对速度。由于我们知道半人马座近地天体的质量，相对速度告诉我们这颗行星的引力有多强，进而告诉我们它的质量。
不过，我们需要知道，进行多普勒测量并不容易。对于红矮星来说，太阳耀斑等也会产生多普勒频移，因为恒星表面的一部分正在上升和下降，这就会引起干扰。在2016年首次测量时，数据强烈表明存在一颗行星，但它并不像我们想象的那样可靠，因为有许多因素干扰。幸运的是，科学家使用高精度光谱仪（意式浓缩咖啡）进行的新测量证实了这颗行星的存在。这项研究也证实了这颗行星的质量和轨道。它的质量比地球大20%左右，围绕半人马座近地轨道运行的距离刚好能支撑其表面的液态水。所以它可能是一个岩石，温暖，潮湿的星球，类似于我们自己的地球，那么它是否是第二个地球呢？
第二颗地球？
很遗憾，科学家目前有很多证据可以证明它是一块干燥、没有生命的岩石。首先，半人马座近地天体的质量仅为太阳的八分之一，而且比太阳更冷、更暗。它的可居住区离恒星很近。而半人马座近地星b离它的恒星只有0.04au ，这是水星离太阳距离的十分之一。它只需11天就会完成公转轨道。由于它非常接近恒星，我们可以认定这颗行星可能被潮汐锁定，这意味着行星的一面将会永远面对恒星，类似于月球的一面一直面对地球的行为。最终导致的结果就是它靠近恒星的那一面比地球热得多，远离恒星的那一面可能比地球冷得多。
对这颗行星上可能存在的生命来说，另一个问题是半人马座近地星是一颗耀斑恒星，这意味着它经常会有大耀斑，从而产生强烈的恒星风和强烈的x射线。换言之这颗行星需要一个厚厚的大气层来保护生命不受致命的x射线的伤害，但强烈的恒星风可能会把它的大部分大气层刮走。在这样一个极端而不稳定的世界上，生命还会出现吗？
不过我们不用悲观，还有一个好消息是红矮星约占银河系恒星的75% ，因此最有可能居住的星球完全有可能围绕这些小恒星运行。通过了解半人马座近地天体b ，我们可以了解最常见的系外行星。不管有没有人居住，它都是我们最接近的地球邻居。