在浩瀚宇宙中,系外行星的探索始终牵动着人类对未知的好奇。截至目前,科学家已确认的系外行星超5700颗,其中类地行星虽屡有发现,但比地球更小的“迷你地球”却极为罕见。近日,一项发表于《天体物理学杂志快报》的研究带来突破——天文学家在距离地球仅5.97光年的巴纳德星周围,一次性发现4颗“迷你地球”,为人类了解小型类地行星的分布提供了珍贵样本。
这颗备受关注的恒星位于蛇夫座方向,由天文学家爱德华·巴纳德于1916年发现,故得名巴纳德星。作为一颗M3.5型红矮星,它的质量仅为太阳的0.162倍,半径约为太阳的0.187倍,光度更是低至太阳的0.0036倍,显得黯淡而低调。但凭借“太阳系第四近恒星”的身份,它始终是天文学家的重点观测目标,仅次于半人马座α星系统的三颗恒星,也是距离地球最近的孤立恒星。
对巴纳德星的研究由来已久,早期观测发现它存在周期性“摆动”,这一现象通常是行星引力牵引所致。基于摆动幅度,科学家最初推测其周围可能存在一颗类似木星的气态巨行星。为验证这一猜想,两组天文学家展开了精密观测:一组利用夏威夷双子星天文台的MAROON-X光谱仪,在2019至2022年间累计观测112晚;另一组则借助智利甚大望远镜的ESPRESSO仪器补充观测。交叉验证的结果令人意外——引发恒星摆动的并非气态巨行星,而是四颗微小的类地行星。
这四颗“迷你地球”堪称宇宙中的“袖珍伙伴”,质量仅为地球的20%至34%,与水星质量相近,其中最小的一颗质量仅为地球的0.19倍,是目前用径向速度法发现的质量最小系外行星。它们的公转周期极短,介于2.3天至6.7天之间,轨道半长轴最小时仅0.02天文单位,远小于水星与太阳的距离,意味着它们紧贴主恒星运行。
遗憾的是,这些行星难以成为生命的栖息地。由于距离恒星过近,它们接收的辐射远超地球,表面温度可能超过462°C,足以熔化铅,且大概率已被潮汐锁定,一面永久向阳、一面永陷黑暗,形成极端温差。同时,它们的轨道位于巴纳德星宜居带内侧,完全不具备液态水存在的条件,无法支撑地球型生命存活。
巴纳德星的独特之处还在于它的运动轨迹——它正以143公里/秒的速度向太阳靠近,预计在公元11800年左右抵达最近点,届时与太阳的距离仅约3.75光年,成为距离太阳系最近的恒星,之后便会逐渐远离。这一特性为未来探索埋下伏笔。
此次发现不仅填补了小型系外行星观测的空白,更印证了这类行星的普遍存在。或许几千年后,人类掌握星际航行技术时,便能亲自探访这些“迷你地球”,揭开它们更多未知的奥秘。而当下,这四颗近距行星的出现,已为人类探索宇宙的征程点亮了新的坐标。