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半人马座阿尔法星隐藏了什么?

科普小知识2022-07-10 23:54:57
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智利的超大望远镜将瞄准半人马α星,这是南方天空中最亮的星座。

资料来源:Y. BELETSKY(当地雇员)/ESO

半人马座阿尔法星是一个由三颗恒星组成的星系,距离地球只有4光年。它是离太阳最近的星系。这是一个寻找类地行星的好地方。最近,在欧洲天文学会(EAS)的一次会议上,天文学家对该系统迄今为止阻碍科学发现表示遗憾,并宣布了探索银河系的新计划。“那里可能有行星。”法国梅东巴黎天文台的皮埃尔·克维拉说,恒星的特征和位置使搜索变得复杂。"这对行星探险者来说有点令人沮丧。"

该系统的两颗类似太阳的恒星,半人马座阿尔法星和半人马座矮星,在轨道上彼此靠得更近,而另一颗炽热的红矮星半人马座比邻星则在更远的轨道上与该系统紧密相连。2016年,天文学家在半人马座比邻星附近发现了一颗地球质量的行星,但由于辐射和强烈的恒星风,它似乎不太可能在那里居住。天体生物学家认为,另外两颗恒星更有可能拥有温度适宜的类地行星。

英国哈特菲尔德赫特福德郡大学的天文学家马克西姆·利索戈斯基通过位于智利的欧洲南方天文台的3.6米望远镜找到了它们。他和他的同事在两颗恒星的光谱线上寻找多普勒频移,因为如果一颗行星将它们来回拉动,这种情况就会发生。然而,利索戈斯基在会上说,这些恒星的表面相对剧烈,容易发生耀斑,这将动摇光谱线,掩盖来自任何地球大小的行星的微妙信号。"这些光谱线可以做各种各样的事情."他说。尽管自2005年建造行星探测设备以来,半人马座阿尔法星一直是它的主要目标,但迄今为止它还没有观察到任何东西。

阻碍观测的还有两颗恒星的当前位置。耶鲁大学的赵莉莉在会上说,他们之间的距离离地球很近,很难单独研究他们。随着其80年的轨道将两者带得更远,更精确的观测可能成为可能。与此同时,赵和他的同事们成功地排除了围绕两颗恒星的巨型行星的存在,这是基于过去10年中不同望远镜上的三个仪器的数据。“系统中没有木星大小的行星,但可能会发现许多地球大小的行星,”她说。

克尔韦拉说,在像半人马座阿尔法星这样的双星系统中,轨道上没有类似木星的巨型行星并不奇怪,因为这两颗恒星的引力往往会把任何类似的行星踢出轨道。然而,他说,在最近的可居住区温度适宜的行星不受这些干扰的影响。近距离观察的机会来了:科维尔拉的团队绘制了该系统的轨迹,并发现在10年内,半人马座阿尔法星的恒星A将穿过一颗更远的恒星,并充当引力透镜,这将改变其背后恒星的光线。随着时间的推移,来自遥远恒星的光的闪烁和变化将提供关于它们内部所有行星的丰富信息。届时,ESO的39米巨型望远镜有望投入使用,并将能够详细观察变形情况。"我们将看到所有的行星,无论大小."德国高城天文台的天文学家汉斯·乌尔里希·考尔说。

私人投资的突破性计划甚至期待更密切的观察。2016年,该组织宣布了一项耗资1亿美元的明星拍摄计划,为一艘微芯片大小的宇宙飞船配备照相机和光帆。巨大的地面激光发射的光子将使宇宙飞船加速到光速的20%,使其在20年内实现4光年的旅程。在一次可能只持续几秒钟的飞越中,它将捕捉半人马座阿尔法行星的特写镜头,假设它们存在的话。

为卫星拍摄项目寻找目标是欧洲空间组织去年宣布的目标之一,并得到了突破性项目的资助:改造智利巨型望远镜上的现有仪器,直接拍摄潜在的行星。该仪器名为VISIR,将配备一个日冕仪——一个遮挡恒星光线的面罩,以便能看到较暗的行星。VISIR将在中红外波段进行观测,这有利于对温带行星进行成像,因为在这一光谱中,暗淡行星与其明亮母星之间的亮度差异很小。ESO团队正在测试硬件,并希望在2019年年中之前使用100小时的专用望远镜时间进行观察。

出席东亚峰会的其他人认为,使用太空望远镜探测这两颗类日恒星周围的类地行星是最快、最便宜的方法。一个名为“蓝色工程”的私人资助组织正在寻求7000万美元来建造和发射一架50厘米的望远镜来凝视半人马座阿尔法星。去年,该项目通过众筹筹集了15万美元来设计航天器。弗兰克·马奇斯是加州山景城SETI研究所的天文学家,也是Azure项目的合作伙伴之一,他说这种望远镜在配备了日冕仪后可以获得图像。“这是可行的。技术就在那里。”马尔基斯说,“我们的目标是拍摄浅蓝色的斑点。”(晋南编)