在附近恒星周围发现一颗地球大小的系外行星SPECULOOS

顺其自然362

艺术家对围绕恒星运行的系外行星SPECULOOS-3b的看法。这颗行星和地球一样大，而它的恒星略大于木星，但质量要大得多（图片来源：莱昂内尔·加西亚）

据美国生活科学网站（Sharmila Kuthunur）：天文学家发现了一颗地球大小的行星，它被大量辐射淹没，其大气层早已被侵蚀，光秃秃的。我们所知道的生命不可能存在于这个酷热的世界上，但天文学家对它感兴趣还有另一个原因：他们可能首次能够研究太阳系外行星的地质。

这颗新发现的系外行星名为SPECULOOS-3 b，是一颗距离地球约55光年的岩石行星。它每17个小时绕着宿主恒星旋转一周，但在这个星球上的白天和夜晚是无穷无尽的。天文学家怀疑这颗行星与恒星潮汐锁定，就像月球与地球潮汐锁定一样。只有一个白天总是面向星星，而夜晚则被锁在永恒的黑暗中。

望远镜观测显示，这颗系外行星的恒星是一颗70亿年前的红矮星，大约有木星那么大，其频繁辐射会将这颗行星烤到类似金星的温度。天文学家在5月15日发表在《自然天文学》杂志上的这项新研究中报告称，因此，这颗行星可能在很久以前就很容易逃逸到太空中，并留下了一个没有空气、发出嘶嘶声的岩石球。

该研究的主要作者、比利时列日大学的天文学家Micha?l Gillon告诉《生活科学》：“我们所知道的生命不可能出现在行星表面——无论是不是大气层——因为它无法维持大量的液态水。”。“这是一颗像水星一样光秃秃的岩石行星。”

尽管SPECULOOS-3 b对生命并不友好，但天文学家表示，它离地球足够近，可以对其化学成分进行详细的后续研究，这将揭示这颗行星是否在地质上活跃过。例如，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）已经计划进行的观测将能够确认地球上是否爆发了火山。这将揭示像SPECULOOS-3 b这样的岩石行星是如何在微弱、轻质的恒星周围形成的，以及其中一些行星是否有利于生命，尽管它们离恒星很近。

吉隆说，研究人员在同一恒星系统中“密集搜索”了SPECULOOS-3 b的行星兄弟，但没有找到。他指出，这些额外的行星可能存在，但它们太小或离宿主恒星太远，看不见。



一位艺术家对新发现的地球大小的系外行星SPECULOOS-3b围绕其红矮星运行的概念。（图片来源：美国航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院）

一颗围绕着一颗冷恒星的热行星

自2011年以来，Gillon和他的同事使用分布在智利、加那利群岛和墨西哥的六台望远镜网络发现了SPECULOOS-3 b。该网络被称为搜寻吞噬超冷恒星的行星，或SPECULOOS，与传统上每年12月6日圣尼古拉斯节送给儿童的比利时五香酥饼同名。

该项目的主要目标是探测围绕超冷矮星运行的岩石行星，超冷矮星的微小尺寸使望远镜更容易探测到轨道行星。除了比太阳低数千度和暗数百倍之外，它们的燃料燃烧得很慢，最终寿命要长得多——大约1000亿年。（大约45亿年后，当太阳死亡时，它的年龄大约为100亿年。）

研究合著者、英国伯明翰大学系外行星学教授Amaury Triaud在一份声明中表示：“它们有望成为宇宙中最后一颗仍在发光的恒星。”。研究人员表示，它们超长的寿命为它们系统内的行星上出现生命提供了有利的窗口。

然而，它们的极度虚弱使它们难以学习。为了发现SPECULOOS-3 b，墨西哥的一台SPECULOOS机器人望远镜在2021年连续五个晚上观察到宿主恒星的光线下降。根据这项研究，当时出现了这颗新发现的行星绕轨道运行的最初迹象，一年后得到了证实。

麻省理工学院的研究科学家、研究合著者本杰明·拉克姆在麻省理工大学的另一份声明中说：“如果没有大气层，就不会有蓝天或云——它只会像月球表面一样黑暗。”

吉隆说，SPECULOOS-3b是该项目发现的第九颗此类行星，该团队预计在未来几年还会探测到更多。吉隆说，与该项目之前发现的行星一样，新发现的SPECULOOS-3 b“是JWST的绝佳目标”，其中包括著名的TRAPPIST-1系统中的一个七口之家，其中一些被认为可能适合居住。

“有了这个世界，我们基本上可以开始研究系外行星地质学，”研究合著者、麻省理工学院行星科学助理教授Julien de Wit在麻省理工的声明中说。“这有多酷？”