紅矮星周圍宜居區(qū)中存在數(shù)十億顆巖石行星


歐洲南方天文臺(ESO)高精度徑向速度行星搜索器(HARPS)的一項新結(jié)果顯示,在微弱的紅矮星周圍的宜居區(qū),比地球大不了多少的巖質(zhì)行星非常普遍。國際團隊估計,僅在銀河系就有數(shù)百億顆這樣的行星,而在太陽附近可能有大約一百顆。這是首次直接測量紅矮星周圍超級地球的頻率,紅矮星占銀河系中80%的恒星。
這個對紅矮星周圍輕質(zhì)行星數(shù)量的首次直接估計,剛剛由一個國際團隊宣布,該團隊使用歐洲南方天文臺智利拉西拉天文臺(La Silla Observatory)的3.6米望遠鏡上的HARPS光譜儀進行觀測。最近的一項公告顯示,行星在我們的銀河系中無處不在,它使用了一種不同的方法,對這一類重要的系外行星不敏感。
HARPS團隊一直在尋找圍繞銀河系中最常見的一種恒星——紅矮星(也被稱為M型主序星)周圍運行的系外行星。與太陽相比,這些恒星微弱而涼爽,但非常普遍,壽命長,因此占銀河系中所有恒星的80%。
“我們用HARPS進行的新觀測意味著所有紅矮星中約有40%有一顆超級地球在宜居區(qū)運行,在那里行星的表面可以存在液態(tài)水,”該小組的負責人澤維爾·邦菲爾斯(Xavier Bonfils)(IPAG,法國格勒諾布爾大學(xué)科學(xué)觀測站)說?!坝捎诩t矮星是如此普遍——在銀河系中大約有1600億顆紅矮星——這使我們得出了一個驚人的結(jié)果:僅在我們的銀河系中就有數(shù)百億顆這樣的行星!”

HARPS團隊在六年的時間里調(diào)查了南部天空中精心挑選的102顆紅矮星樣本??偣舶l(fā)現(xiàn)了九個超級地球(質(zhì)量在地球的1到10倍之間的行星),包括兩顆分別位于格利澤581(Gliese 581)和格利澤667C(Gliese 667C)的宜居區(qū)內(nèi)的行星。天文學(xué)家們可以估計出這些行星的質(zhì)量以及它們的軌道離恒星有多遠。
通過結(jié)合所有的數(shù)據(jù),包括對沒有行星的恒星的觀測,并查看可以發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)有行星的比例,該小組已經(jīng)能夠計算出不同種類的行星在紅矮星周圍有多普遍。他們發(fā)現(xiàn),宜居帶的超級地球的出現(xiàn)頻率為41%,范圍從28%到95%。

另一方面,更大規(guī)模的行星,類似于我們太陽系中的木星和土星,被發(fā)現(xiàn)在紅矮星周圍是罕見的。不到12%的紅矮星預(yù)計會有巨行星(質(zhì)量在地球的100到1000倍之間)。
由于有許多靠近太陽的紅矮星,新的估計意味著在太陽附近距離小于30光年的恒星周圍的宜居帶中可能有大約一百顆超級地球行星。
斯特凡·烏德里(Stéphane Udry,日內(nèi)瓦天文臺和研究小組成員)說:“紅矮星周圍的宜居帶,溫度適合液態(tài)水在表面存在,比地球離太陽的距離要近很多?!暗娝苤t矮星會受到恒星爆發(fā)或耀斑的影響,這可能會使行星暴露在X射線或紫外線輻射中,這可能會使那里的生命變得不太可能?!?/p>
在HARPS紅矮星調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的行星之一是格利澤667Cc(Gliese 667 Cc )。這是這個三重星系統(tǒng)中的第二顆行星,似乎位于靠近宜居帶的中心。盡管這顆行星是地球質(zhì)量的四倍多,但它是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最接近地球的系外行星之一,而且?guī)缀蹩梢钥隙ㄋ谋砻婢邆浯嬖谝簯B(tài)水的適當條件。這是在這次HARPS調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的第二顆紅矮星宜居帶內(nèi)的超級地球行星,此前格利澤581d(Gliese 581d)于2007年宣布并在2009年得到確認。

“現(xiàn)在我們知道在附近的紅矮星周圍有許多超級地球,我們需要利用HARPS和未來的儀器來發(fā)現(xiàn)更多的超級地球。該小組的另一名成員澤維爾·德爾福斯(Xavier Delfosse)總結(jié)說:"其中一些行星在運行時預(yù)計會從其母恒星前面經(jīng)過——這將為研究行星的大氣層和尋找生命跡象提供令人興奮的可能性。