半人馬α-Bb想象圖
半人馬α其實是一個三星系統,由一個雙星系統和另一顆恒星構成。其中構成雙星系統的兩顆和太陽很類似—— 一顆比太陽大一些也更熱一些,這顆是半人馬α-A,另一顆暗一些溫度也低一些的是半人馬α-B.這個雙星系統自身相互環繞運行的同時還圍繞比鄰星運行,這 是距這個雙星系統更遠一些的一顆紅矮星。
這顆行星的運行軌道更靠近半人馬α-B,它的官方名稱是半人馬阿爾法-Bb - 在其恒星名稱的字母基礎上加一個小寫字母。這顆行星的質量是地球的1.13倍,屬于迄今為止發現的行星中質量較小的一顆。到那里觀光游覽可不是一個好主 意。它的公轉周期只有3.24天(3.24個地球日),意味著它距離恒星只有600萬公里遠(不到400萬英里),就算半人馬α-B 比太陽的溫度要低,這依然足夠可以讓這顆行星表面的溫度像烤箱一樣熱。對于我們熟悉的生物來說,都無法在那樣的環境下生存,而且那里也不會有液態水。
盡管如此,半人馬α 的這顆行星依然很令人興奮。
半人馬α的光學照片,來自Digitized Sky Survey 2 。
這顆行星的發現有兩個重要意義。其一,半人馬α是距離我們最近的恒星系統,因此它在天空中很亮,我們對它的研究也很充分。科學家花費了數十年時間在
這里尋找行星存在的蹤跡,大家曾設想那顆較小的紅矮星——比鄰星擁有行星,現在證實之前的那些研究結論是錯的。即使比鄰星有行星,它也會由于太小或離恒星
太遠(或是兩者共同作用)而難以被我們察覺。
其二,我們能夠接收到的由這顆行星產生的信息十分微弱,它自身產生的引力作用讓天文學家找到了它。在它環繞半人馬阿爾法-B運行的同時,行星的質量 導致微弱的引力作用在恒星上,就像兩個小孩握住雙手相互轉圈一樣。這點微弱的引力,讓恒星的光譜產生了微小但可以探測得到的多普勒效應。行星的質量越大, 對恒星的引力作用就越明顯,產生的可觀測信號就越強(也就越容易被探測到)。同樣,行星距離恒星越近,這個信號就明顯。而且這顆行星公轉周期很短也給觀測 帶來了便利,科學家不用花很長時間就可以完整記錄一個周期的數據。
這次發現的行星,質量較小但距離恒星很近。對恒星光譜多普勒效應的分析結果顯示,行星引力對恒星相對運動速度的影響僅有0.5米/秒——還不到步行 的速度!當我首次看到這個結果的時候震驚了,如此微小的信號是很難被觀測到的。恒星自轉產生的效應都有這個數值的3倍。但從最終的論文來看,這個數據依然 是十分有說服力的。整個團隊為消除觀測時產生的噪聲做出了卓有成效的工作。
從這幅圖可以直觀地看出行星對恒星的作用效果。縱軸的表示恒星由于引力影響而產生的運動的速度,這個運動在一個周期里時而迎向我們而來時而背離我們 而去。橫軸表示行星公轉的時間(1單位是行星公轉一個周期的時間也就是3.24天)。這些數據點初看起來似乎是雜亂無章的,但對這些數據取平均之后(比如 以1小時為間隔將每小時里的數據用1個點表示出來),就得到了圖中紅點所標示的樣子(垂直的豎線標示誤差)。此時數據的內在的趨勢就顯現出來了,可以看到 行星如同一條正弦曲線般規律地在引力的作用下拉著恒心運動。
驚人的成果。
這個結果讓我無比興奮!幾年前,我曾有機會使用哈勃望遠鏡進行工作,當時我注意到幾項涉及到關于半人馬α行星的研究。我也做了一些計算機模擬程序試 圖尋找一些有用的東西,最好的結果是預測到一顆木星大小的行星,它距離恒星的距離足夠遠,這樣我們有可能通過望遠鏡避開臨近恒星的光線影響來觀察到行星本 身微弱的光線。但最后討論的結果是,這個項目的風險太大(很難得到明顯的結果),不值得動用哈勃來進行觀測。最終我們也沒有看到那顆行星。當然,通過觀測 行星自身反射的光線來尋找其蹤跡和通過多普勒效應來尋找行星是兩種差異很大的手段。
不管怎樣,這可是半人馬α星系啊,無數著名的科幻故事就發生在這里。這是羅賓遜一家在《迷失太空》里的目的地;是《星際迷航》中澤弗蘭。科克倫的老 家;是小說《落腳之地》里費斯普的出生地。(譯注:當然不能少了大劉筆下的三體文明……啊,真是一個擁擠的地方)正是因為這顆星星又明亮離我們又近,科幻 作品把外星人的家放在這里再合適不過了。額外的好處是在這里的文明可以在天空同時看到兩個太陽外加一個遠處的紅矮星,多么完美的畫面!
這就是我,以及還有很多和我一樣的人,從小就盼望臨近的恒星系里能有行星存在的原因。
現在,愿望實現了。
在這里,我要對研究團隊致以我個人最崇高最真切的感謝!就算這個行星可以把任何出現在它上面的生命烤熟,它也標志著長久以來的科學幻想成真了一部分。
我更加堅定了自己的信念,我們就快要發現這樣的類地行星了,它大小合適,距離恒星的遠近恰當能夠有液態水的存在,因此很可能存在生命。我們現在發現的行星,要么大小合適但距離不對;要么距離合適但大小不對。
不管怎樣,我們現在處于一個新紀元的開端。從統計學來看,我們的星系里應該有數以百萬計的文明存在。我們終將會發現地外文明,剩下的只是時間問題。