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比邻星b

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Proxima Centauri b
太阳系外行星 太阳系外行星列表

比邻星b与其所属的南门二三星系统想像图
母恒星
母恒星 比邻星
星座 半人马座
距离4.224 ly (1.295[1] pc)
光谱类型 M6Ve[2]
物理性质
最小质量(m sin i)1.27+0.19
−0.17
[1] M
辐射功率(F)0.65[1]
温度 (T) 234 K(−39 °C) K
轨道参数
半长轴 (a) 0.05 AU
轨道离心率 (e) <0.35[1]
公转周期 (P) 11.186 d
发现
发现时间 2016年8月24日
发现者
发现方法 都卜勒光谱学
发现地点 欧洲南方天文台
发表论文 确认
其他名称
半人马座α Cb(Alpha Centauri Cb, α Cen C b), Proxima b, GL 551 b, HIP 70890 b
数据库参考
太阳系外行星
百科全书
data
SIMBADdata

比邻星bProxima Centauri bProxima b[3][4])是一颗太阳系外行星,位于红矮星比邻星适居带[5]。该行星距离地球约4.2光年(1.3秒差距),在天球上位于半人马座 。比邻星b是已知距离太阳系最近的系外行星,也是已知距离最近的适居带内系外行星。该行星是由观测母恒星光谱谱线周期性移动状况的径向速度法发现。根据观测资料,该天体相对于地球的运动速度大约时速5公里[1]

特征

质量、半径与表面温度

比邻星b被认为是类地行星质量下限是1.27 M[1]。实际质量则因为轨道倾角不明而无从得知,但低于3 M 的机率是90%[6]。假设它是由岩石组成并且密度与地球相当的话,它的半径至少是1.1 R;如密度较低或真实质量大于质量下限,半径将会更大[7]。比邻星b的表面温度估计为234 K(−39 °C)[1]

母恒星

比邻星b的母恒星是比邻星,属M型红矮星,质量为0.12 M,半径为0.14 R[1],表面温度3042 K[8],年龄48.5亿年[9]。相较之下,太阳表面温度5778 K[10],年龄46亿年[11]。比邻星自转周期83日 [12],光度大约是0.0015 L[1]。比邻星的金属量偏高,在低质量恒星中是不寻常的。并且比邻星的金属量指标[Fe/H]比为0.21,是太阳大气层铁含量的1.62倍[13][注 1]

比邻星的视星等,即地球上所见的亮度,为11.13[14]。因此它虽然是距离太阳最近的恒星,仍因为光度极低而无法用肉眼和小双筒望远镜观测。

比邻星是耀星,代表它的亮度会因为磁场活动而突发性地大幅上升[15]

轨道

比邻星b的轨道周期11.86日,轨道半长轴约为0.05天文单位,即地球轨道半长轴的5%。相较之下,水星的轨道半长轴为0.39天文单位[1]。比邻星b从母恒星接收到的辐射量是地球从太阳接收辐射量的65%,但是比邻星b接受的X射线辐射量是地球的400倍[1]

适居性

被认为是类地行星的比邻星b表面想像图。
被认为是类地行星的比邻星b表面想像图。

比邻星b的位置在母恒星比邻星的适居带内。如果行星的大气层条件与组成成分合适,就可以让行星表面有液态水存在。比邻星是质量只有太阳约十分之一的红矮星,因此它的年龄可能达到3至4兆年,是太阳预估寿命极限(100亿年)的300到400倍[16]。但目前并不知道比邻星b有多适居[17]

比邻星b离母恒星够近,因此可能发生潮汐锁定[18],即行星的公转周期和自转周期互相同步的现象[19]。如果该行星的轨道离心率为0,则会出现同步自转,比邻星b的一面会一直对着母恒星,而另一面则一直处于黑暗之中[20][21],而在这两个极端之间,会有一个名为晨昏圈的适居地区,那里的温度可能在273 K(0 °C)左右,适合液态水的存在。不过目前比邻星b的轨道离心率并未确定,只是知道它小于0.35,但有可能足以产生像水星那样3:2的轨道共振。欧洲南方天文台预测说,如果这样的话,比邻星b上的气候环境会更加温和,平均温度接近地球[22]。另外,如果该行星的大气层足够浓厚,面向恒星一面的热量就能传导到背离恒星的一面,行星表面适居的部分就会更大[19]


发现

HARPS自2016年1月1日起对比邻星相对于地球接近与远离的径向速度观测三个月的结果。带有黑色误差杠(英语:Error bar)的红点代表每次观测的资料点,蓝色曲线则是资料拟合曲线。径向速度曲线的振幅和周期则可用来推估行星的质量下限。
HARPS自2016年1月1日起对比邻星相对于地球接近与远离的径向速度观测三个月的结果。带有黑色误差杠英语Error bar的红点代表每次观测的资料点,蓝色曲线则是资料拟合曲线。径向速度曲线的振幅和周期则可用来推估行星的质量下限。

英国赫特福德大学的天文学家米科·图米英语Mikko Tuomi(Mikko Tuomi)从存档中比邻星的径项运动资料中首次注意到比邻星b的蛛丝马迹[23]。为了确认比邻星旁这颗行星的存在,欧洲南方天文台于2016年1月启动“黯淡红点”(Pale Red Dot)计画[24]。2016年4月24日,比邻星b的存在由伦敦玛丽王后大学天文学家古勒姆·安格拉达-伊斯库德加泰罗尼亚语Guillem Anglada-Escudé(Guillem Anglada-Escude)带领的欧洲南方天文台团队确认[9]。这项发现发表于《自然》期刊[1][18]。相关的观测是由两组摄谱仪完成,分别是拉西拉天文台ESO 3.6米望远镜高精度径向速度行星搜索器(HARPS)和甚大望远镜的紫外线与可见光阶梯光栅摄谱仪(Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph,UVES)[1]。这些资料最早在2013年就显示比邻星旁有行星存在[12]。天文学家将母恒星径向速度峰值与行星轨道周期变化的观测资料相结合,得以计算行星的质量下限。这项发现统计学上的假阳性机率小于千万分之一[12]

德国周刊《明镜》于2016年8月12日出版的文章就泄漏了欧洲南天天文台的这项发现,并且相关传闻迅速传播[25]。欧洲南天天文台否认其与泄漏有关,并且在同年8月24日正式宣布发现以前对相关讯息一概拒绝提供更进一步讯息与评论[26]

参见

注释

  1. ^ 比邻星大气的铁含量是氢的100.21倍,即太阳金属量的1.62倍。

参考文献

  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 Anglada-Escudé, G.; Amado, P. J.; Barnes, J.; Berdiñas, Z. M.; Butler, R. P.; Coleman, G. A. L.; de la Cueva, I.; Dreizler, S.; Endl, M.; Giesers, B.; Jeffers, S. V.; Jenkins, J. S.; Jones, H. R. A.; Kiraga, M.; Kürster, M.; López-González, M. J.; Marvin, C. J.; Morales, N.; Morin, J.; Nelson, R. P.; Ortiz, J. L.; Ofir, A.; Paardekooper, S.-J.; Reiners, A.; Rodríguez, E.; Rodrίguez-López, C.; Sarmiento, L. F.; Strachan, J. P.; Tsapras, Y.; Tuomi, M.; Zechmeister, M. A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri (PDF). Nature. 25 August 2016, 536 (7617): 437–440 [2016-08-25]. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/nature19106. (原始内容存档 (PDF)于2019-09-05) (英语). 
  2. ^ Torres, C. A. O.; Quast, G. R.; Da Silva, L.; De La Reza, R.; Melo, C. H. F.; Sterzik, M. Search for associations containing young stars (SACY). I. Sample and searching method. Astronomy and Astrophysics. December 2006, 460 (3): 695–708. Bibcode:2006A&A...460..695T. arXiv:astro-ph/0609258. doi:10.1051/0004-6361:20065602. 
  3. ^ Earth-like planet discovered orbiting sun's neighbor. CNN. 24 August 2016 [24 August 2016]. (原始内容存档于2016-08-24). A planet named Proxima b has been discovered orbiting the closest star to our sun. 
  4. ^ Davis, Nicola. Discovery of potentially Earth-like planet Proxima b raises hopes for life. The Guardian. 24 August 2016 [24 August 2016]. (原始内容存档于2019-04-14). 
  5. ^ Chang, Kenneth. One Star Over, a Planet That Might Be Another Earth. New York Times. 24 August 2016 [24 August 2016]. (原始内容存档于2019-05-03). 
  6. ^ Marchis, Franck. Proxima Centauri b: Have we just found Earth’s cousin right on our doorstep?. The Planetary Society. August 24, 2016 [August 24, 2016]. (原始内容存档于2019-06-07). 
  7. ^ A Potentially Habitable World in Our Nearest Star 页面存档备份,存于互联网档案馆. Planetary Habitability Laboratory. August 24, 2016.
  8. ^ Ségransan, D.; Kervella, P.; Forveille, T.; Queloz, D. First radius measurements of very low mass stars with the VLTI. Astronomy and Astrophysics. 2003, 397 (3): L5–L8. Bibcode:2003A&A...397L...5S. arXiv:astro-ph/0211647. doi:10.1051/0004-6361:20021714. 
  9. ^ 9.0 9.1 Mathewson, Samantha. Proxima b By the Numbers: Possibly Earth-Like World at the Next Star Over. Space.com. August 24, 2016 [August 25, 2016]. (原始内容存档于2016-08-25). 
  10. ^ Fraser Cain. Temperature of the Sun. Universe Today. 15 September 2008 [19 February 2011]. (原始内容存档于2010-08-29). 
  11. ^ Fraser Cain. How Old is the Sun?. Universe Today. 16 September 2008 [19 February 2011]. (原始内容存档于2010-08-18). 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 Proxima b is our neighbor… better get used to it!. Pale Red Dot. 24 August 2016 [24 August 2016]. (原始内容存档于2019-03-31). 
  13. ^ Schlaufman, K. C.; Laughlin, G. A physically-motivated photometric calibration of M dwarf metallicity. Astronomy and Astrophysics. September 2010, 519: A105. Bibcode:2010A&A...519A.105S. arXiv:1006.2850. doi:10.1051/0004-6361/201015016. 
  14. ^ Jao, Wei-Chun; Henry, Todd J.; Subasavage, John P.; Winters, Jennifer G.; Gies, Douglas R.; Riedel, Adric R.; Ianna, Philip A. The Solar Neighborhood. XXXI. Discovery of an Unusual Red+White Dwarf Binary at ~25 pc via Astrometry and UV Imaging. The Astronomical Journal. 2014, 147 (1): 21. Bibcode:2014AJ....147...21J. ISSN 0004-6256. arXiv:1310.4746. doi:10.1088/0004-6256/147/1/21. 
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  17. ^ Amos, Jonathan. Neighbouring star Proxima Centauri has Earth-sized planet. BBC News. 24 August 2016 [25 August 2016]. (原始内容存档于2016-08-25). Just how "habitable" this particular planet really is, one has to say is pure speculation for the time being. 
  18. ^ 18.0 18.1 Witze, Alexandra. Earth-sized planet around nearby star is astronomy dream come true. Nature. 24 August 2016: 381–382 [24 August 2016]. doi:10.1038/nature.2016.20445. (原始内容存档于2016-08-24). 
  19. ^ 19.0 19.1 Singal, Ashok K. Life on a tidally-locked planet. Planex Newsletter, Vol. , Issue , 8 (01). 2014, 4 (2). arXiv:1405.1025. 
  20. ^ Barnes, Rory (编), Formation and Evolution of Exoplanets, John Wiley & Sons: 248, 2010 [2016-08-25], ISBN 3527408967, (原始内容存档于2017-03-21). 
  21. ^ Heller, R.; Leconte, J.; Barnes, R. Tidal obliquity evolution of potentially habitable planets. Astronomy & Astrophysics. April 2011, 528: 16. Bibcode:2011A&A...528A..27H. arXiv:1101.2156. doi:10.1051/0004-6361/201015809. A27. 
  22. ^ Numerical simulation of possible surface temperatures on Proxima b (synchronous rotation). ESO. 2016 [2016-08-24]. (原始内容存档于2016-09-11). 
  23. ^ Aron, Jacob. 24 August 2016. Proxima b: Closest Earth-like planet discovered right next door 页面存档备份,存于互联网档案馆. New Scientist. Retrieved 24 August 2016.
  24. ^ Follow a Live Planet Hunt!. European Southern Observatory. 15 January 2016 [24 August 2016]. (原始内容存档于2019-06-09). 
  25. ^ Scientists to unveil new Earth-like planet: report. Phys.org. Omicron Technology. 12 August 2016 [25 August 2016]. (原始内容存档于2016-08-26). 
  26. ^ Earth-Like Planet Around Proxima Centauri Discovered. Universe Today. 17 August 2016 [24 August 2016]. (原始内容存档于2016-08-26). 

外部链接

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