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鄰近恒星發現類地行星 壽命將超越太陽千億年

藝術家描繪的系外行星SPECULOOS-3 b環繞其恒星運行的景象。該行星與地球大小相當,而其恒星略大於木星,但質量遠遠超過。(取自X平台)

藝術家描繪的系外行星SPECULOOS-3 b環繞其恒星運行的景象。該行星與地球大小相當,而其恒星略大於木星,但質量遠遠超過。(取自X平台)

2024/05/21 09:14

〔編譯陳成良/綜合報導〕天文學家近日發現一顆地球大小的行星,但其環境極為惡劣,早已失去大氣層,無法孕育生命。然而,這顆名為SPECULOOS-3 b的行星為首次太陽系之外星球地質研究提供了可能性。該發現於2024年5月15日發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊上。

據《生活科學》(LiveScience)網站19日報導,這顆新發現的系外行星SPECULOOS-3 b,是一顆距離地球約55光年的岩石行星。它繞其母星公轉周期僅為17小時,但行星上無盡的白晝和黑夜表明它可能受到潮汐鎖定,如同月球對地球一樣。這意味著行星的一面永遠面向恒星,另一面則處於永久黑暗中。

根據望遠鏡觀測,這顆行星的母星是一顆已存在70億年的紅矮星,大小與木星相當,但質量卻大得多。紅矮星不斷發出的輻射將行星表面烤至類似金星的高溫,使其可能存在的大氣層早已消散,只剩下裸露的岩石。研究報告指出,SPECULOOS-3 b是一個如水星般的裸岩行星。

儘管SPECULOOS-3 b並不適宜生命存在,天文學家對其近距離觀測充滿興趣,因為它足夠接近地球,可以進行詳細的後續研究。例如,韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope, JWST)將對其進行觀測,確認其上是否曾有火山爆發,這將揭示類地行星在暗淡、低質量恒星周圍的形成過程,以及這些行星是否在接近恒星的情況下仍然可能適宜生命。

該研究由比利時列日大學(University of Liège)的天文學家吉隆(Michaël Gillon)領導。他表示,研究團隊「密集搜索」了SPECULOOS-3 b所在的恒星系統中的其他行星,但未能發現更多行星。吉隆指出,這些行星可能存在,但因體積太小或距離母星過遠而難以被觀測到。

SPECULOOS-3 b是使用名為「超冷恒星食系行星搜索」(Search for Planets Eclipsing Ultra-Cool Stars, SPECULOOS)的望遠鏡網絡發現的。該網絡自2011年起在智利、加那利群島和墨西哥布設了6台望遠鏡,專門探測環繞超冷矮星的岩石行星。這些超冷矮星比太陽冷數千度,亮度也只有太陽的幾百分之一,但它們燃燒燃料的速度非常緩慢,壽命可達千億年,比太陽的壽命長許多倍。英國伯明罕大學(University of Birmingham)教授特里奧德(Amaury Triaud)在一份聲明中指出,「它們被認為是宇宙中最後依然閃耀的恒星。」

由於超冷矮星的極端暗淡,研究這些恒星及其行星變得非常困難。為了發現SPECULOOS-3 b,研究團隊在2021年利用SPECULOOS位於墨西哥的望遠鏡連續觀測母星光線的微小變化5個夜晚,初步確定了這顆新行星,並在一年後得到了確認。

麻省理工學院(MIT)研究科學家、本研究共同作者拉克姆(Benjamin Rackham)表示:「如果沒有大氣層,就沒有藍天或雲彩,行星表面將如月球般黑暗。恒星會是紫紅色的巨大斑點,並且會像我們天空中的太陽一樣大18倍。」

SPECULOOS-3 b是該計畫發現的第9顆行星,研究團隊預計在未來幾年內將發現更多此類行星。吉隆說,這顆行星是詹姆斯·韋伯望遠鏡的絕佳觀測目標,類似於之前在TRAPPIST-1系統中發現的7顆行星,其中一些被認為可能適合居住。

麻省理工學院的行星科學助理教授兼研究共同作者德·維特(Julien de Wit)在MIT的聲明中表示:「有了這個世界,我們基本上可以開始進行系外行星地質學研究,這真是太酷了。」

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