近期,国际天文学家团队在太阳系的“隔壁”发现一颗超级地球(Super-Earth)。天文学家认为,它可能具备完整的液态水与合适的大气层,有望成为寻找太阳系外生命的最佳地点之一。
由美国的宾州州立大学(Penn State Universit)、加州大学欧文分校(University of California,Irvine)、美国太空总署(NASA)等机构组成的天文学家团队,用了多种天文望远镜和观测仪器,确认该行星的存在。这项新发现于10月23日发表在《天文学杂志》上。
宾州州立大学新闻室提到,这颗可能具备液态水的超级地球被命名为“GJ251 c”,位于双子座,距离地球仅18.2光年,堪称“星际邻居”。它是一颗岩石行星,质量是地球的4倍,长年围绕着一颗红矮星公转,其公转一圈的时间为54天。
该团队指出,虽然“GJ251 c”距离其母恒星稍远,但仍位于宜居带内,原因是其母恒星质量略大于其它同类型恒星,且该颗母恒星本身温度也更高,因此该星系的“宜居带”位置被推得更远一些。
他们认为,若“GJ251 c”位于适居带内,意味着其表面很可能有水和合适的大气层,而该条件就可能孕育出生命体。因此,这类行星的发现对他们寻找地外生命具有重大意义。
这次“GJ251 c”的发现,得益于天文学家们长达二十多年的观测。他们先前一直在寻找这颗行星的母恒星“GJ251”。
GJ251恒星是一颗红矮星,质量为太阳的36%。“红矮星”占恒星比例中的较多数,大多数直径及质量均低于太阳的三分之一,表面温度与释出的光芒也比太阳弱得多,其内部反应较其它恒星温和,因此拥有较长的恒星寿命。
这项发现的原理依赖于“多普勒频移效应”。当恒星在靠近或远离行星时,就会让周围的物体出现轻微摆动。例如,恒星远离我们光谱就会产生“红移现象”,恒星靠近时就会产生“蓝移现象”。而天文学家正是利用光谱仪测量这些频移变化,推算出行星的存在与质量。
目前,天文学家已经在其它红矮星的宜居带内,发现了许多岩石行星。例如比邻星b、TRAPPIST-1e和f,以及蒂加登星b等,其中部分可能蕴含超级地球。
他们在搜寻“GJ251”红矮星过程中,使用来自世界各地望远镜的存档数据,进行观测和测量,于2020年正式发现它周围的行星“GJ251 b”。这颗行星距离GJ251约760万英里(1,220万公里),绕其运行一圈只需要14天左右。
研究团队们为了精准测量“GJ251 b”的径向速度(物体相对于给定点之间距离),将这些数据与“宜居带行星探测器”(HPF)观测的全新高精度数据结合,意外侦测到第二颗行星“GJ251 c”发出的更强烈讯号。
随后,他们透过美国基特峰国家天文台(Kitt Peak National Observatory)的NEID光谱仪进行测量,最终确认“GJ251 c”行星的存在。
研究人员表示,尽管发现的过程听起来很简单,实际上探测这颗行星的挑战是艰钜的。原因是恒星产生的日珥(恒星表面向外延伸的大型电浆和磁场)不断翻滚,造成周围的磁场和空间扰动,产生一种嘈杂的背景“噪音”。
这种“噪音”的表现形式是恒星光谱中的多普勒频移线,而这些“噪音”会干扰天文学家辨识行星发出的径向速度讯号,因此他们需要对行星讯号进行大量的建模,以便找到真实讯号和分离杂讯。
最终,研究团队确认“GJ251 c”的存在,并区分出与先前确认的内侧行星GJ251 b不同的轨道信号。
宾州州立大学(Penn State University)天文学教授苏夫拉特‧马哈德万(Suvrath Mahadevan)对该校的新闻室表示,“这是一场艰苦的战斗。我们一方面要抑制恒星活动讯号,另一方面要从那充满恒星磁性讯号中,寻找行星发出的微弱的信号。”
由于美国太空总署现有的詹姆斯‧韦伯太空望远镜(JWST)仍无法侦测“GJ251 c”是否有完整的大气,研究团队希望透过其它望远镜,了解这颗行星的大气与其它特征,并计划未来用“宜居世界天文台”(Habitable Worlds Observatory)的巨型太空望远镜进行观测。该座天文台预计于2040年代正式启用。
天文学教授马哈德万还表示,“我们寻找这类行星,是因为它们是发现其它星球生命的最大希望。这颗系外行星位于宜居带内,其表面就可能有液态水存在。”
他接着说,“虽然我们目前还不能完全确认GJ251 c上是否存在大气或其它生命,不过,这颗行星代表着未来一个有希望的探索目标,因此我们还有很多东西需要了解。”
论文通讯作者、参与这项研究的加州大学欧文分校天文学家科里‧比尔德(Corey Beard)博士则说道,“我们凭藉这套系统在技术和分析方面处于领先地位。未来需要下一代望远镜,直接拍摄这颗候选天体。”
图为超级地球示意图,与本文无关。国际天文学家团队在太阳系的“隔壁”,发现一颗可能含水和完整大气层的超级地球。(Shutterstock)2025-10-3007:12

