12.5光年外新发现两颗位于宜居带中的类地行星

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翻译：陆寅枫

校对：郭皓存

排版：陶邦惠

原作：Instituto de Astrofísica de Canarias

(加那利天体物理研究所)

原文网址：

https://physorg/news/2019-06-earth-like-exoplanets-red-dwarf-teegardenhtml

蒂加登星系的艺术想象图。图中围绕蒂加登星的淡蓝色圆圈是该恒星系的宜居带，可见两颗类地行星都位于宜居带中。背景星空中红色箭头所指的是太阳系，左上角为太阳系放大图。Credit: Instituto de Astrofísica de Canarias

最近，一个国际天文学家团队在一个邻居恒星系中发现了两颗类地行星。此团队由德国哥廷根大学（University of Göttingen）带领，参与的还有来自加那利天体物理研究所（IAC）的研究人员。他们借助的设备是CARMENES光谱仪（Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Echelle Spectrographs,专门用于搜寻含有类地行星红矮星系的高分辨率近红外和可见光波段阶梯光谱仪），位于西班牙卡拉阿托天文台（Calar Alto Observatory）。

蒂加登星（Teegarden’s star）是一颗位于白羊座的红矮星，距离地球仅125光年之遥。它的表面温度只有2700摄氏度（约为太阳表面温度的二分之一），而其质量仅为太阳的十分之一。由于它实在是太暗了，尽管距离地球这么近，天文学家直到2003年才发现它的存在。

“我们观测蒂加登星已经有三年了，这期间我们一直在寻找它的速度的周期性变化。”哥廷根大学的研究员Mathias Zechmeister解释道。观测结果表示有两颗行星正在围绕蒂加登星运动，并且它们都与太阳系的内行星相似。它们比地球稍大，位于该恒星系的宜居带中。也就是说，水能以液态形式存在于这两颗行星的表面。“很有可能这两颗行星是一个更大的行星系统中的一部分。”另一位哥廷根大学的研究员，Stefan Dreizler说道。

研究团队使用了多台不同的设备对蒂加登星进行了光度测量。这些设备包括泰德峰天文台的卡洛斯桑切斯望远镜所搭载的MuSCAT2相机，和Las Cumbres天文台的望远镜网络等。“这些光度测量结果表示，即便我们无法直接探测到这两颗行星的凌星现象，光凭恒星自身的活动是无法产生我们所接收到的信号的。”IAC的研究员Victor Béjar说。

蒂加登星系中的两颗行星在宜居带中的位置。图中纵坐标为主星表面温度（开尔文），横坐标为行星接收到的来自主星的光量与地球接收到的太阳光量之比。亮蓝色方框中的是地球，两个亮绿色方框中的是这次发现的行星。Credit: Chester Harman/ Instituto de Astrofísica de Canarias

凌星现象只有在行星经过恒星的正前方并挡住其一部分光的时候才会发生。换句话说，凌星时行星必须在目标恒星和观测地的连线上，而满足这一要求的行星系统少之又少。有趣的是，蒂加登星系在天空中的位置非常特殊：从蒂加登星上你可以看到太阳系中的行星产生的凌星现象。

蒂加登星属于M-型红矮星，而以现有的技术而言，M-型红矮星是所有恒星中天文学家能够测量其行星质量的最小的一类。“CARMENES项目就是被设计成用来搜寻小质量恒星周围的行星的，所以这次的发现对CARMENES项目来说是一次巨大的成功。”加泰罗尼亚空间研究所（Institut d’Estudis Espacials de Catalunya,IEEC）的研究员Ignasi Ribas说。

自2016年起，德国和西班牙的天文学家就一直在利用卡拉阿托天文台的35米反射望远镜上搭载的CARMENES设备寻找邻近恒星系中的行星。这次的两颗行星分别是他们搜寻到的第十颗和第十一颗。

牧夫新媒体编辑部

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影像来源: Tragoolchitr Jittasaiyapan

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蒂加登星不能到达。

蒂加登星（Teegarden's Star），又称为SO J0253005+165258，是一颗位于白羊座的红矮星，距离太阳系12光年。虽然它离地球很近，但却非常昏暗，视星等仅有15等，只能通过大型望远镜才能看到。这颗恒星的自行很大，每年约以5角秒的速度向东南方向移动，已知仅有七个恒星系统的自行比它快。

你想换个环境吗？

你厌倦了无聊的地球吗？

你想要一个远离家乡的新家吗？

真正地远离地球家园，比如，在太阳系外很远的地方，系外行星是指太阳系外的行星。

目前为止，我们已经发现了4000多个不同的星系。

听起来我们在寻找星际间的家园方面有一些选择，但我们确实有一个“必须要做的事情”，它可能会促成我们的愿望，也可能会破坏期望。

无论我们在哪个系外行星上定居，都必须位于所谓的“宜居带”。处于宜居带意味着这颗行星围绕恒星运行，有点像我们的太阳和地球。

最好是这个星球上的水保持液态。事实上，我们人类需要水来生存，所以这是一个很大的问题。

假设我们选了一颗舒适的小系外行星让我们定居下来。

蒂加登星B，听起来像是一个不错的邻居，这颗系外行星距离地球只有125光年，这意味着它是目前为止，我们发现的离地球最近的系外行星之一。

它与地球的相似性指数为095，是迄今为止所有系外行星中最高的。

蒂加登星B是我们定居的主要竞争者，在我们利用宇宙飞船搬家之前，先看看我们要定居的星球是什么样的。

蒂加登星B围绕着一颗红矮星运行，就像我们的太阳一样，只是小得多，温度也低得多。

它与恒星的距离，是地球与太阳距离的40倍。

来自这颗红矮星的红外辐射将被冰吸收而不是被反射，这意味着水蒸气和二氧化碳也能吸收并阻隔红外辐射。

所以，这对你来说意味着什么呢？

你不会冻死的，所以在我们看来这是一种胜利。这颗系外行星只需不到5天的时间，就能绕其恒星运行一圈。这是我们必须习惯的，因为地球绕太阳公转需要365天。

时间过得很快，对吧？这听起来也不错，但还有什么呢？

其实，它没我们想象的那么美好，蒂加登星B被潮汐锁定了。

潮汐锁定意味着，一颗行星绕其轴心旋转一次所需的时间，和绕其恒星旋转一次所需的时间是一样的。

这也意味着一边总是面对着恒星的温暖光芒，而另一边总是面对着暗淡的、永恒的黑暗。

伙计们，事情变得严重了。

星球的一边将是炙热的，另一边将处于深度冰冻状态。无论我们选择了哪个部分，我们都将被困在永无止境的白天和黑夜中。

听了这些之后，也许我们认为我们的星球才是最合适的。

我们处在一个适宜居住的地带，我们的星球充满了丰富的生态系统。

我们应该把地球当作一个休憩的地方，好好照顾它，而不是去寻找某个行星b。

但是所有这些关于太空旅行的讨论让我们思考，如果我们选择的是卫星而不是行星呢？

如果我们在土卫六定居，会比蒂加登星B更糟吗？