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对可能宜居行星格利泽581g存在的怀疑

这位艺术家的构想展示了格利泽581系统的内部四颗行星及其宿主恒星,一颗距离地球仅20光年的红矮星。前景中的大行星是格利泽581g,其发现于2010年9月宣布。这颗行星位于恒星适居带的中间,质量只有地球的三到四倍。

上个月,天文学家宣布发现了第一颗可能宜居的太阳系外行星。但本周,在国际天文学联合会的一次会议上,人们对这颗令人兴奋的新行星的存在提出了质疑,据说这颗行星正在围绕格利泽581恒星运行。

这颗名为Gliese 581g的行星被确定为地球质量的三倍,这意味着它是一个岩石世界,而不是像木星那样的气态巨星。

岩石系外行星以前也被发现过,但这颗行星的独特之处在于,它在红矮星的宜居带内运行,宜居带是一个温度足以让水以液体形式留在行星表面的空间区域。

格利泽581g行星的发现

天体生物学家对这一消息感到兴奋,因为液态水被认为是生命起源和进化所必需的。事实上,美国国家航空航天局已经将“跟随水”寻找银河系其他地方的生命作为主要目标。

格利泽581位于天秤座,距离地球约20光年。

史蒂文·沃格特在宣布这一发现的声明中说:“我们能够如此迅速、如此接近地探测到这颗行星,这一事实告诉我们,像这样的行星一定很常见。”

Vogt是Lick Carnegie外行星调查的主要天文学家之一,也是发表在《天体物理杂志》上的论文的主要作者(并发布在arxiv.org网站上)。该论文还宣布发现了行星“f”,这是一颗7地球质量的行星,围绕格利泽581运行433天。

据计算,行星“g”的轨道周期只有37天。尽管按照我们太阳系的标准,这是一个非常接近的轨道,但由于Gliese 581没有我们的太阳那么明亮,它的宜居带一定要近得多。

由于这颗行星的轨道离恒星如此之近,天文学家表示,它必须潮汐锁定,行星的同一侧始终面向恒星。这意味着行星的恒星侧将比永远黑暗的一侧热得多,但在黑暗侧和光明侧之间的边界区域可能存在一个更温和的区域。

为了找到这颗行星,Lick Carnegie团队在夏威夷W.M.Keck天文台的Keck I望远镜上观察了HIRES仪器的122个径向速度测量值。他们还使用了智利欧洲南方天文台拉西拉望远镜上HARPS仪器的119次测量。HIRES测量历时11年,而HARPS测量历时4年。

但行星的存在尚未得到证实

日内瓦天文台研究HARPS数据的天文学家Francesco Pepe在本周的IAU会议上表示,他的团队无法确认Gliese 581g的存在。

在与《天体生物学杂志》的电子邮件通信中,佩佩表示,他们也无法确认行星“f”的存在。

2009年,由米歇尔·马约尔领导的日内瓦团队宣布在格利泽581太阳系中发现了行星“e”。这颗“e”行星的质量约为1.9地球质量,是迄今为止发现的质量最低的太阳系外行星,围绕恒星的轨道周期为3.15天。

Pepe说:“自2009年Mayor宣布质量最低的行星Gliese 581e以来,我们已经用HARPS仪器收集了大约60个额外的数据点,总共180个数据点,历时6.5年的观测。从这些数据中,我们可以很容易地恢复之前宣布的四颗行星b、c、d和e。”

然而,他说,他们没有看到任何证据表明行星“g”是Vogt和他的团队宣布的系统中的第五颗行星。

佩佩说:“原因是,尽管仪器具有极高的精度和许多数据点,但这颗潜在的第五行星的信号振幅非常低,基本上处于测量噪声的水平。”

狩猎外星太阳系

格利泽581星系中的行星是通过光谱径向速度测量发现的。行星“牵引”它们所围绕的恒星,导致其位置发生变化(恒星和行星实际上围绕一个共同的质心运行)。

通过测量恒星在天空中的运动,天文学家可以弄清楚是什么样的行星在围绕它运行。多行星系统产生了一个复杂的信号,天文学家必须梳理出谱线,以找出代表行星的是什么,以及什么只是恒星光中的“噪音”移动,而不是由绕轨道运行的行星引起的。

天文学家已经开发出了各种方法来减少望远镜观测中的这种噪音,但在探测太阳系外行星时仍然存在一定程度的不确定性。

日内瓦团队将Gliese 581的HARPS数据插入计算机模型中,以检查信号是噪声造成的可能性,而不是Lick Carnegie团队声称的宜居行星“g”的证据。

Pepe说:“对真实数据的模拟表明,这种信号‘偶然’从噪声中产生的概率不可忽略,大约为几个百分点。”“在这种情况下,我们无法确认已宣布的格利泽581g行星的存在。”

Pepe指出,虽然他没有在国际天文学联合会会议上谈论Lick Carnegie团队宣布的该系统中的另一颗潜在行星Gliese 581 f,但HARPS的数据也对该行星提出了质疑。

他说:“我们还没有进行详细的分析,但乍一看,我们的数据集中没有出现统计上显著的信号。”

格利泽581已经是已知的最有趣的太阳系之一,有四颗行星围绕该恒星运行。潜在宜居行星“g”的加入将使该系统成为寻找外星生命的首选,但需要做更多的工作来证实或反驳该行星的存在。

多伦多大学天文学家Ray Jayawardhana没有参与这两项研究,他说:“我想说,即使在Vogt等人的原始论文中,检测也不太安全。”“当然,要明确排除某些可能性并不容易,但HARPS的证据至少引起了一些质疑。”


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