找到质量最小的系外行星：4.2光年外一颗红矮星以每秒40厘米的速度摆动

找到质量最小的系外行星：4.2光年外一颗红矮星以每秒40厘米的速度摆动

名为 Proxima d 的系外行星候选者围绕一颗名为Proxima Centauri(比邻星)的恒星运行：那是一颗距离太阳仅4.2光年的小而暗淡的红矮星。

令人惊讶的是，这颗系外行星只有地球质量的四分之一，这使它成为迄今为止探测到的最小的系外行星之一。但我们仍通过系外行星对其恒星的引力效应找到了它。

这一发现也标志着在比邻星轨道上发现的第三颗系外行星，尽管新世界不适合居住，但这一发现表明，在我们目前的能力范围之外，还有大量的系外行星。

“这一发现表明，我们最近的邻居家里似乎充满了有趣的未知行星。”葡萄牙Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço 的天体物理学家 João Faria 说。

迄今为止，已发现并确认了近 5000 颗系外行星，我们还发现了数千颗候选系外行星。

我们有两种主要的方法。最广泛使用的技术是凌日法：望远镜长时间观察恒星，以探测到微弱、规律的亮度下降，这表明有一颗绕行行星从我们和恒星之间经过。

另一种最常用的方法被称为径向速度(或摆动)法。当两个物体，例如一颗恒星和一颗行星，受到引力约束时，它们围绕共同的质心旋转。例如，太阳系的重心就在太阳表面之外。

这会导致恒星轻微“摇晃”；反过来，也会影响它发出的光，光子到达地球时出现多普勒频移。当恒星远离我们时，它的光的波长会略微伸展；当它向我们移动时，波长压缩。天文学家可以寻找那些规律的多普勒频移来推断系外行星的存在。

这两种方法在探测大系外行星方面都要好得多。更大的系外行星会阻挡更多来自恒星的光，或产生更明显的摆动。迄今为止，在撰写本文时，系外行星档案馆记录的 32073 颗系外行星中只有36颗质量小于地球。

Proxima d 的线索出现在2020 年，当时天文学家使用 ESO 超大望远镜上的岩石系外行星阶梯光谱仪和稳定光谱观测 (ESPRESSO) 仪器来确认 Proxima Centauri 的另一颗系外行星。

他们采用径向速度方法，并证实了Proxima b 的存在，这是一颗质量约为地球 1.2 倍的系外行星，公转周期11.2 天。

但数据中还有另一个更微弱的信号。似乎有什么东西在五天的周期内绕着恒星运行。然而，这个信号是如此微弱，以至于需要更多的观察才能排除干扰。

最终，团队确定它是一颗系外行星。它非常小，以至于它导致恒星以每秒40厘米的速度来回摇摆。能够从4.2光年外探测到如此微妙的运动简直是惊人的成就。

系外行星Proxima d 至少是地球质量的0.26倍，每 5.12 天绕其恒星运行一次。可悲的是，这意味着它离恒星太近了，无法适应我们所知的生命生存。

尽管如此，这一发现表明，迄今为止记录中缺乏较小的系外行星可能仅仅是因为我们无法可靠地探测到它们——而找到它们只是时间和技术的问题。

“这项成就非常重要，”智利 ESO 的 ESPRESSO 仪器科学家、天文学家 Pedro Figueira 说。

“它表明，径向速度技术有可能揭示像我们这样的轻行星群，预计它们将是我们银河系中最丰富的，并且可能拥有我们所知道的生命。”

该研究已发表在《天文学与天体物理学》上。

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