或有另一個地球被發現

　

　　北京時間8月25日凌晨消息，就在剛剛，歐洲南方天文臺（ESO）發布了一項聲明，確認了此前已經在坊間流傳多時的一個消息：科學家們在距離太陽系最近的半人馬座比鄰星周圍發現了一顆巖石系外行星，并且其與比鄰星之間的距離適當，因而處于所謂“宜居帶”范圍內，這就意味著其地表有可能允許水體以液態形式存在，這就意味著這顆行星表面有可能存在適宜生命居住的環境條件。在比鄰星周圍發現可能存在宜居條件，并讓人猜想可能存在生命的系外行星。這樣的消息不禁讓人想到國內著名科幻作家劉慈欣的《三體》一書中的相關情節。

　　另一個地球家園？

　　當然，隨著美國宇航局開普勒望遠鏡的升空以及各項觀測與分析技術的飛速進步，系外行星的發現數量在過去幾年里已經呈現出爆炸式增長，但其中的絕大部分要么質量太大，是氣態巨行星，更像木星或者土星，而不是地球或者火星那樣的巖石星球；要么就是距離太遠或者太近，因此無法維持適宜的地表溫度，從而讓液態水得以在其表面穩定存在。但其中也的確正有越來越多的系外行星引起人們的高度關注，因為它們的屬性特點正越來越和地球相近。

　

　　很多人可能還記憶猶新，就在去年，美國宇航局召開發布會，宣布了一項“第二個地球”的發現。那顆系外行星編號Kepler 452b，其質量大約比地球大60%，研究人員認為其表面可能存在著活躍的火山和海洋，還有與地球上相近的光照條件，但其地表重力要比地球強兩倍并且一年的時間是385天。

　　然而Kepler 452b距離地球達1400光年，這是一個令人絕望的遙遠距離，我們根本無法想象在可預見的將來跨越如此廣袤的空間，并造訪這顆可能和地球非常相似的星球。

　　而相比之下，距離地球僅有大約4.2光年的比鄰星則是一個理想得多的目標。這恐怕也是這項發現背后所蘊含的最大意義。

　　以下是歐洲南方天文臺（ESO）公布的聲明全文翻譯：

　　借助歐洲南方天文臺（ESO）和其他研究設施，天文學家已經獲得確鑿證據，表明有一顆行星正圍繞距離地球最近的恒星（除太陽，譯者注）比鄰星運行。這顆人們探尋已久的天體被命名為比鄰星b（Proxima b），圍繞著它溫度較低的紅色母星以大約11天的周期公轉，其溫度條件適宜液態水在其地表存在。這一巖石行星的質量略大于地球，也是迄今已知距離我們最近的系外行星——也有可能是太陽系之外能夠讓生命棲息的最近場所。

　　描述這項里程碑式發現的相關論文將在2016年8月25日發表于《自然》雜志上。

　　就在距離太陽系僅4光年多的地方有一顆紅矮星，由于其是除了太陽之外距離地球最近的恒星，因此被命名為“比鄰星”。這顆位于半人馬座的低溫恒星非常暗淡，用肉眼難以看到，并且位于兩顆明亮的多的雙星半人馬座αAB的附近。

　　

　　在2016年上半年，位于智利境內拉西拉（La Silla）的歐洲南方天文臺（ESO）3.6米望遠鏡上安裝的HARPS光譜儀對比鄰星進行了有計劃的觀測，同時世界各地的其他望遠鏡也進行了相應的同步觀測。這就是“黯淡紅點”項目（ Pale Red Dot）。這是一項由倫敦大學瑪麗皇后學院格列姆·安哥拉達-艾斯卡德（Guillem Anglada-Escudé）教授所領銜的一個天文學家小組所開展的觀測計劃，旨在搜尋比鄰星周圍可能存在的系外行星產生的引力拖拽效應所導致的恒星來回晃動。

　　由于這一話題引發了廣泛的公眾興趣，有關這一項目在今年1月中旬至4月間取得的進展通過“黯淡紅點”項目官網以及社交媒體進行了公開分享。相關報告的發布也伴隨著全球各地的專家所撰寫的大量拓展文章。

　　格列姆·安哥拉達-艾斯卡德對這項特殊搜尋計劃的背景進行了介紹：“關于可能存在一顆行星的最早線索是在2013年發現的，但當時的探測結果并不能完全令人信服。自那以后，我們一直在努力工作，在ESO和其他機構的協助下開展更多觀測。目前進行中的‘黯淡紅點’項目光是籌劃就花費了大約兩年的時間。”

　

　　來自“黯淡紅點”項目的數據，再結合此前由ESO以及其他機構所獲得的觀測數據，最終得到了這樣一個令人興奮的清晰信號。有些時候比鄰星會以大約每小時5公里的速度接近地球——大約相當于人類的正常步行速度——而另外一些時候它則會以相同的速度遠離地球。這種有規律性的徑向運動大約以11.2天為周期。對于這一運動中產生的多普勒效應的細致分析顯示在其周圍存在一顆行星，其質量至少為地球的1.3倍，公轉軌道距離比鄰星大約700萬公里，這僅僅相當于日地距離的大約5%。

　　格列姆·安哥拉達-艾斯卡德也描述了自己在過去幾個月間的興奮心情：“在‘黯淡紅點’項目期間的整整60個夜晚，我每天都要不斷檢查并確認信號的一致性。從前10天看希望很大，從前20天看與我們的預期相當吻合，而當達到30天時，得到的結果已經相當明確了，于是我們馬上開始起草論文！”

　　類似比鄰星這樣的紅矮星是一類非常活躍的恒星，其變化的特征有時候會和系外行星所產生的信號相似。為了排除這一可能性，研究組在項目進行期間利用智利阿塔卡馬天體觀測臺的ASH2望遠鏡以及LCOGT望遠鏡網絡對比鄰星的亮度變化進行了非常精確的觀測。當比鄰星發生耀斑期間獲得的徑向數據都從最終的分析中予以剔除。

　　盡管比鄰星b圍繞母星公轉的軌道距離要比太陽系內水星與太陽之間的距離要近得多，但比鄰星本身的亮度也要比太陽黯淡的多。因此比鄰星b恰好落在了比鄰星周圍的宜居帶范圍內，其估算得到的地表溫度將能夠允許液態水在其地表存在。不過盡管其軌道距離適中，但其地表很有可能受到來自母星紫外和X射線耀斑的強烈影響——遠遠比地球受到太陽的相應影響劇烈的多。

　　有兩篇獨立的論文分別對比鄰星b的宜居性以及氣候特征進行了探討。研究顯示在這顆行星地表今天仍然存在液態水的可能性不能被排除。而如果情況的確如此，那么液態水可能只會存在于該行星表面光照最充足的區域，這或許是在永遠向陽的一面（如果是同步自轉）或者就是在熱帶地區（如果是3：2共振軌道）。比鄰星b的自轉，來自母星的強烈輻射以及這顆行星的形成歷史都會讓它的氣候特點與地球上的情況有所不同，并且比鄰星b上存在季節現象的可能性很低。

　　這項發現將是后續更詳盡觀測工作的開端，不僅是利用現有觀測設備或是例如歐洲極大望遠鏡（E-ELT）這樣的下一代巨型望遠鏡。比鄰星b將成為未來在宇宙中搜尋地外生命線索的重要目標。事實上，半人馬α系統也的確是人類飛往另一個恒星系首個嘗試——“攝星”計劃（StarShot project）的選定目標。

　　格列姆·安哥拉達-艾斯卡德總結道：“我們已經發現了許多系外行星，未來還將發現更多。但尋找距離最近的地球翻版并取得成功將成為我們畢生的回憶。這項發現凝聚了很多人的故事和他們付出的努力。這一結果也是對他們所有人的致敬。接下來要做的是，就是搜尋比鄰星b上的生命…。。”