距離不到 20 光年的超級地球是尋找生命的一個令人興奮的趨勢

在距其恆星不到 20 光年的地方發現了一顆位於其恆星宜居帶的超級地球系外行星，使其成為尋找太陽系外生命的最佳地點的榜首。

這顆行星被稱為 GJ 251c，圍繞紅矮星星18.2 光年遙遠的星座裡雙子座雙胞胎。行星質量是地球的四倍地球的使其成為“超級地球”——一顆比我們的地球更大、質量更大的岩石行星。

在宜居帶，有時稱為黃金地帶具有適宜大氣層的行星表面存在液態水的條件是合適的。

GJ 251c 的發現得益於長達 20 多年的觀測，在此期間，科學家們尋找行星引力引起的世界母恆星的輕微晃動。當恆星朝著或遠離我們輕微地振盪時，我們會看到其徑向速度的多普勒頻移，可以用攝譜儀進行測量。

據了解，該系統中還存在另一顆行星 GJ 251b，它於 2020 年被發現，每 14 天繞其恆星運行一次，距離為 760 萬英里（1220 萬公里）。利用來自世界各地望遠鏡的檔案數據，包括 Mahadevan 在內的天文學家團隊能夠提高 GJ 251b 行星徑向速度測量的準確性

然後，該團隊將這些精確數據與來自宜居帶行星探測器（HPF）的全新高精度觀測結果相結合，HPF是德克薩斯州麥克唐納天文台霍比-埃伯利望遠鏡上的近紅外光譜儀。這揭示了第二個行星信號，屬於一個四倍地球質量的世界，每 54 天繞恆星運行一次。隨後，亞利桑那州基特峰國家天文台 3.5 米 WIYN 望遠鏡上的 NEID 攝譜儀進行的測量證實了這一點。

雖然聽起來很簡單，但實際上，發現這顆行星的挑戰是艱鉅的。

明星地位隨著對流氣泡在其可見表面破裂並且漩渦分散到太空中，它們不斷滾動和振動。這產生了所謂的星震活動的嘈雜背景，表現為恆星光譜中的多普勒頻移線。從這種噪聲中挑選出多普勒頻移徑向速度信號非常棘手，需要一個行星信號應該是什麼樣子的大型模型。

馬哈德萬說：“這是一場艱難的遊戲，既要試圖擊敗恆星活動，又要測量其微妙的信號，從本質上是恆星表面的泡沫磁層大鍋中提取光信號。”

現在我們了解了這顆行星，天文學家可以計劃未來的觀測。

GJ 251c 可能離它的明星有點太遠了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）尋找周圍大氣的跡象。下一代30米級望遠鏡可能能夠通過搜索行星表面或大氣層反射的光的方法來探測行星的大氣層，但這可能需要可居住世界天文台（計劃於2040年代發射的巨型太空望遠鏡）來全面描述GJ 251c的特徵。

參與這項研究的加州大學歐文分校的科里·比爾德 (Corey Beard) 表示：“我們憑藉該系統處於技術和分析的前沿。” “我們需要下一代望遠鏡來直接對這位候選人進行成像。”

儘管馬哈德萬將 GJ 251c 描述為“尋找大氣生命特徵的最佳候選者之一”，指的是我們將如何在行星大氣中尋找生物圈，但房間裡仍然有一頭大象：它的恆星。

在 36% 的我們太陽的質量GJ 251 恆星是一顆紅矮星。天文學家現已在紅矮星宜居帶發現了許多岩石行星，包括比鄰星 b、TRAPPIST-1e 和 f，以及蒂加登星 b。然而，紅矮星以暴躁的脾氣而聞名，這掩蓋了它們嬌小的身材，定期釋放強大的耀斑，隨著時間的推移，剝奪行星的大氣層。例如，JWST 對三顆內行星的觀測特拉普派斯特-1 沒有發現大氣層存在的證據，而他對第四顆行星 e 的觀測到目前為止還很有限。不確定的。一些天文學家現在對此表示懷疑地球-類似於紅矮星的世界可以繁榮發展。