大家知道,比鄰星是距離我們太陽最近的恒星鄰居,有多近呢?它距離我們太陽奧爾特云的距離,和我們距離奧爾特云的距離差不多。相當于你如果離開了奧爾特云,那么再走這么遠,你就到了比鄰星。
關于比鄰星,之前專門寫了一篇,包括它宜居帶內(nèi)那顆著名的行星,比鄰星b。由于它是一顆巖質的類地行星,所以當時還專門聊了下,作為一顆紅矮星宜居帶內(nèi)的類地行星,它上面存在生命的可能性有多大?
比鄰星b名字里的這個b其實代表的是我們發(fā)現(xiàn)它的順序。因為A通常指母恒星本身,所以B就是在它周圍發(fā)現(xiàn)的第一顆行星。比鄰星b在2016年,由歐洲南方天文臺的天文學家,首次宣布發(fā)現(xiàn)。
觀測方式主要是通過徑向速度法,也叫多普勒光譜法。就是通過恒星光譜,獲知它是否存在意外的擺動,從而判斷它是否有受到額外的引力影響。如果有,說明周圍有具有一定質量的天體存在,大概率就是它的行星。
但在2020年,天文學家通過甚大望遠鏡上的新儀器(VLT)巖石態(tài)系外行星和穩(wěn)定光譜觀測階梯光柵光譜儀,正式確認了比鄰星b的存在。
同時,另一顆行星比鄰星c被發(fā)現(xiàn),不像比鄰星b和地球差不多,比鄰星c的質量大約是地球的七倍,所以它也可能是一顆類似迷你海王星的氣態(tài)行星。其實除了這兩顆行星外,天文學家當時還發(fā)現(xiàn)了另一個不起眼的微弱信號。
它預示著,這里很可能還有另一顆行星存在。經(jīng)過了兩年一百多次的觀測,2022年2月,研究團隊將這一結果正式發(fā)表在《天文學與天體物理學》期刊上。他們確信發(fā)現(xiàn)了比鄰星的第三顆行星“比鄰星d”。
新發(fā)現(xiàn)的這顆比鄰星d的質量非常小,僅有地球質量的四分之一,大概相當于兩個火星。所以它對母恒星的引力影響非常小,大約只能給母恒星帶來每秒40厘米的速度變化。不過好在新設備的精度非常高,測量光譜波長的精度可以達到原子直徑的萬分之一。
以至于可以檢測到母恒星每秒10厘米的速度變化。所以人們才得以發(fā)現(xiàn)這顆小質量行星。這么小的質量相信你可以猜到,比鄰星d距離母恒星應該非常近,就是它距離恒星只有0.029個天文單位,大約只有水星到太陽距離的10%。
不過現(xiàn)在這個比鄰星d還只能作為一個候選行星,畢竟目前它只是該研究團隊的一家之言,還需要等待全世界其他天文學家的獨立確認。不管怎么說,這次的發(fā)現(xiàn)確實證明了人類在系外行星研究方面的突飛猛進。
除了現(xiàn)在的甚大望遠鏡,正在建設中的極大望遠鏡,預計將在2027年投入使用。憑借將近40米的主鏡,極大望遠鏡將成為地球表面口徑最大的光學望遠鏡。說到系外行星,之前我們還介紹過一類特殊的行星-流浪行星,一種在星際空間中流浪的行星。
流浪行星雖然叫行星,其實很多是褐矮星之類,也就是由于質量小而進化失敗的恒星。探測它們的方式靠的是引力微透鏡,這種技術通常用來探測穿梭在星際空間中的一些較大天體,比如流浪行星和一些非常遙遠的恒星。
因為這類天體沒有固定的軌道,或者太過遙遠而非常暗淡,通常的觀測方式很難發(fā)現(xiàn)它們。而引力微透鏡技術則可以幫助我們發(fā)現(xiàn)這些隱藏在黑暗深空中的大質量天體。引力透鏡效應大家應該都不陌生。
就是光線從一個大質量的天體旁經(jīng)過時,在該天體的引力影響下,光線會被彎曲,就像放大鏡一樣。引力微透鏡類似,只是它的圖像比較小,受影響的往往只是背景星短時間內(nèi)的亮度變化,以及位置上臨時的微小錯位。
通過這個方式,人們不僅發(fā)現(xiàn)過行星、恒星,甚至還發(fā)現(xiàn)了黑洞,而且是那種潛行在星際空間中的流浪黑洞。最近,在一篇由多達幾十位合作者共同發(fā)表的預印本論文中,研究人員介紹了他們通過引力微透鏡發(fā)現(xiàn)的一個流浪黑洞。
其實對于這個黑洞,應該說是對于它背景星的觀測,已經(jīng)是十年前的事了。早在2011年,當時一顆大約2萬光年外的恒星突然亮了起來,于是天文學家趕緊把目光聚焦到了這里。后來,經(jīng)過了長達六年的觀測,研究人員終于收集到了足夠的數(shù)據(jù)。
不過,為了確認前景天體是一個黑洞,而不是其他大質量天體。后續(xù),研究人員又對數(shù)據(jù)進行了長達數(shù)年的計算分析。尤其是對于這類微透鏡效應,先前觀測到的基本都是些亮度變化,而位置變化一直沒有觀測到。
這次研究人員借助哈勃望遠鏡,經(jīng)過了多年的定期觀測,終于看到了該現(xiàn)象。最終研究人員確認引起背景星圖像變化的前景天體 應該是一個距離我們五千光年,大約7.1倍太陽質量的恒星級黑洞,它的運動速度大約每秒45公里,比該區(qū)域周圍的恒星要快得多。
這么快的速度 通常是由于當初的超新星爆發(fā)導致的。也就是說,黑洞前身那顆超大質量的恒星,最后的爆炸不但形成了黑洞,同時還把它給炸飛了。雖然這篇論文還是未經(jīng)同行評議的預印本,但是從龐大的合作名單就能看出,結果應該還是比較靠譜的。
隨著更多觀測項目的進行,相信不久的將來會有越來越多的流浪黑洞被發(fā)現(xiàn)。