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,决定了其行星系统的“特殊性格”
:宜居带极近:由于恒星温度低,行星需要更靠近恒星才能接收到足够的热量,维持表面液态水。
鲁坦星的宜居带半长轴约为008-012天文单位(au,1au=15亿公里)——相当于水星轨道的13到12(水星轨道约039au)。
潮汐锁定不可避免:行星轨道极近恒星,会受到强烈的潮汐力作用,最终一面永远对着恒星(“昼半球”
),一面永远背对(“夜半球”
)。
就像月球对地球的潮汐锁定,只不过这里的“潮汐力”
强得多。
耀斑活动频繁:红矮星的磁场更活跃,容易爆发高能耀斑——释放出的x射线和紫外线会剥离行星的大气层,摧毁可能的生命。
但鲁坦星却是一颗“异常安静”
的红矮星。
根据欧洲南方天文台(e)的监测,它的耀斑频率远低于比邻星(proxiacentauri)或trappist-1:平均每年仅发生几次弱耀斑,且能量较低。
这种“温和”
的性格,让它成为“寻找宜居行星的理想红矮星”
——毕竟,再近的宜居带,如果没有稳定的恒星环境,也无法孕育生命。
鲁坦星的“安静”
,其实早有伏笔。
20世纪90年代,天文学家开始用径向速度法(测量恒星因行星引力产生的光谱频移)寻找它的行星,但当时技术有限,没能检测到信号。
直到2010年,e的harps光谱仪(高精度径向速度行星搜索器)投入使用——这台仪器能测量恒星光谱的微小变化,精度高达01米秒(相当于从地球听清月球上的一只蚊子嗡嗡声)。
正是harps,让鲁坦星的“行星秘密”
浮出水面。
,!
三、ytensstarb的发现:13倍地球质量的“宜居候选者”
2017年,西班牙天体物理研究所(iaa-csic)的团队在《天文学与天体物理学》(astronoy&astrophysics)杂志上发表论文,宣布在鲁坦星周围发现了一颗超级地球——ytensstarb。
论文的核心数据来自harps光谱仪对鲁坦星长达6年的监测:(1)行星的基本参数质量:13倍地球质量(⊕)——这是目前已知“潜在宜居行星”
中质量最低的之一(仅次于比邻星b的117⊕)。
轨道周期:112天——意味着它的一年只有11天,恒星在它的天空中是一个巨大的红色圆盘(视直径约19角分,是太阳视直径的13)。
轨道半长轴:0091au——刚好落在鲁坦星的宜居带中间(008-012au)。
径向速度振幅:12米秒——恒星因行星引力产生的摆动速度,对应行星质量为13⊕。
(2)“宜居”
的初步证据根据这些参数,天文学家计算了ytensstarb的平衡温度(假设没有大气层的理论温度):约250k(-23c)。
这个温度并不算极端——如果行星有大气层,比如像地球这样的“薄大气层”
,温室效应会将温度提升至0c以上,足以维持液态水存在。
更关键的是,它的质量是13⊕——这意味着它的密度约为56g3(与地球的55g3几乎一致),说明它是一颗岩石行星(而非气态巨行星)。
岩石行星拥有固体表面,是生命存在的“硬件基础”
;而气态巨行星(如木星)没有固体表面,无法孕育复杂生命。
(3)与比邻星b的对比:更“温和”
的邻居提到邻近的宜居行星,人们首先会想到比邻星b(proxiacentaurib)——距离42光年,质量117⊕,也在宜居带内。
但ytensstarb有两个显着优势:恒星环境更稳定:比邻星的耀斑活动极其剧烈,每年会发生数百次强耀斑,释放的x射线通量是太阳的400倍,足以剥离比邻星b的大气层;而鲁坦星的耀斑活动弱得多,对行星大气层的破坏更小。
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