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翻譯：葛文迪
校對：牧夫校對組
編排：陶邦惠
后臺：朱宸宇
原文鏈接：https://scitechdaily.com/a-century-old-cosmic-mystery-solved-four-hidden-planets-found-near-earth/
天文學家已經確認了圍繞巴納德星運行的四顆巖質行星的存在。巴納德星是我們距離最近的單顆恒星，距離地球僅6光年。
科學家們利用超靈敏儀器，探測到了這些小行星的引力對恒星光線造成的微妙晃動。這些行星的大小都遠小于地球，其信號被恒星自身的抖動所產生的嘈雜背景所掩蓋。然而，通過先進的建模和精確的數據分析，研究人員成功地將行星信號從恒星信號中分離出來。
巴納德星是由先驅天體攝影師愛德華·埃默森·巴納德于1916年發(fā)現(xiàn)的。美國天文學家愛德華·愛默生·巴納德在1916年測量出它的自行為每年10.3角秒，是已知相對太陽自行最大的恒星。
圖片來源：天文在線
隔壁的新行星家族
天文學家發(fā)現(xiàn)，四顆巖質行星圍繞巴納德星運行，這些行星的大小都顯著小于地球。巴納德星是距離太陽最近的單顆恒星，僅次于半人馬座阿爾法星系，是第二近的恒星系統(tǒng)。
巴納德星距離地球僅6光年，此前在行星探測方面曾多次出現(xiàn)誤報，但這一次，證據看起來十分可靠。多虧了先進的高精度儀器，研究人員確認了四顆小型行星的存在。在如此遠的距離上發(fā)現(xiàn)如此小的天體絕非易事，這也使得這一發(fā)現(xiàn)更加令人印象深刻。
這張概念圖描繪了從其中一顆行星表面附近看到的圍繞巴納德星運行的行星。
圖片來源：國際雙子座天文臺/
NOIRLab/NSF/AURA/P.Marenfeld
小行星如何暴露自己
科學家們使用了一種名為徑向速度的技術，尋找恒星光線中因行星引力而產生的微小晃動。行星越小，信號越弱，而這次發(fā)現(xiàn)的四顆行星的質量僅為地球的五分之一到三分之一。
更復雜的是，像巴納德星這樣的恒星會自然地抖動和閃爍，產生“噪聲”，從而掩蓋小行星的微弱信號。在這種情況下，行星信號極為微弱，僅導致光線偏移0.2到0.5米/秒，比人類步行速度還要慢。與此同時，恒星活動產生的背景噪聲幾乎是行星信號的10倍，約為2米/秒。
從恒星的噪聲中分離出這些微弱的行星信號，需要先進的建模技術和尖端科技，這是在尋找太陽系外世界過程中的一次靜謐而偉大的勝利。
清晰宇宙圖景
我們如何從恒星噪聲中分離出行星信號？天文學家對巴納德星的震動和抖動進行了詳細的數學建模，從而能夠在從恒星收集到的數據中識別并去除這些信號。
確認這四顆小型行星（分別標記為b、c、d和e）的新論文依賴于來自MAROON-X的數據。MAROON-X是一種“極高精度”的徑向速度儀器，安裝在夏威夷莫納克亞山頂的雙子座望遠鏡上。它證實了之前通過ESPRESSO儀器（安裝在智利甚大望遠鏡上的徑向速度儀器）探測到的“b”行星的存在。而新的研究還揭示了該系統(tǒng)中另外三顆新的行星。
太熱而無法孕育生命，但充滿希望
這些行星圍繞著它們的紅矮星運行得過于接近，無法適宜生命居住。最近的行星的“一年”僅略多于兩天，而最遠的行星的“一年”則不到七天。這可能使它們過于炎熱，無法支持生命。然而，它們的發(fā)現(xiàn)為尋找地球之外的生命帶來了希望?？茖W家們表示，像我們這樣的小型巖質行星可能是尋找生命跡象的最佳場所，但到目前為止，它們一直是最難被探測和描述的。高精度的徑向速度測量，結合更精確的數據提取技術，可能會為宜居的、可能孕育生命的星球打開新的窗口。
責任編輯：郭皓存
牧夫新媒體編輯部
『天文濕刻』 牧夫出品
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HH 49：韋布望遠鏡拍攝的星際噴流
圖片來源：NASA, ESA, CSA, STScI, JWST
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