科學家發現一顆可能揭開外星生命秘密的近鄰超級地球
科學家發現了一顆位於恆星宜居帶的超級地球HD 20794 d，距離恆星僅19.7光年。 它距離恆星很近，亮度也很高，是未來大氣研究的絕佳候選行星。 這顆行星的偏心軌道可能會讓水在冰態和液態之間轉換，帶來令人興奮的生命可能性。
新發現的超級地球HD 20794 d位於附近的一個行星系中，在恆星的宜居帶內運行。 它不尋常的橢圓軌道可能會影響它的生命潛能，這使它成為未來研究的一個引人入勝的課題。
在第一顆系外行星被發現30年後，科學家們已經在銀河系中探測到了7000多顆這樣的行星——還有數十億顆尚未被發現。 雖然最初的重點是探測，但研究人員現在正把注意力轉移到研究系外行星的特徵上，以評估它們孕育生命的潛力。
這顆最新發現的系外行星HD 20794 d由於其高度橢圓形的軌道而顯得與眾不同，這導致它在恆星的宜居帶內進進出出。 這樣的軌道為研究行星條件如何波動以及在這些動態條件下能否出現維持生命的環境提供了一個獨特的機會。
這項發現是20年來利用世界上最先進的望遠鏡進行觀測的結果。 這些發現發表在《天文學與天體物理學》上，標誌著我們在了解行星宜居性方面邁出了重要一步。
尋找地球以外的生命
「宇宙中只有我們嗎？」幾千年來，我們在宇宙中是否孤獨的問題一直純屬哲學問題。 直到最近，現代科學才開始提供具體的假設和證據來解決這個問題。 每一次新的發現–無論是理論上的還是觀測上的–都在拓展我們的認識邊界。
1995 年，天文學家米歇爾-馬約爾（Michel Mayor）和迪迪埃-克洛茲（Didier Queloz）發現了第一顆圍繞太陽以外恆星運行的行星，這是一項重大突破。 他們在日內瓦大學（UNIGE）進行的開創性工作為他們贏得了2019年諾貝爾物理學獎。
近三十年後的今天，這一領域已經取得了長足的進步。 天文學家現在已經發現了7,000 多顆系外行星，科學界普遍認為銀河系中幾乎每一顆恆星都有自己的行星系統。 現在的研究重點已經轉移到研究那些更容易表徵或具有與宜居性相關特徵的行星。 HD 20794 d 就是這樣一顆行星，它是一個新發現的超級地球，由一個包括法國工程師學院天文系研究人員在內的團隊發現。
這段影片顯示了恆星HD 20794 周圍的宜居帶（綠色）以及該系統中三顆行星的運行軌跡。 資料來源：Gabriel Pérez Díaz， SMM (IAC)
附近的一顆有希望的超級地球
這顆前途無量的行星是一顆超級地球，是一顆比地球還大的碲質行星。 它是包含另外兩顆行星的行星系統的一部分。 它圍繞著一顆像太陽一樣的G 型恆星運行，距離只有19.7 光年，在宇宙的尺度上，與地球非常接近。 這種”近距離”使它更容易被研究，因為它的光訊號更明顯、更強烈。
“HD 20794 d 圍繞著HD 20794運行，它不是一顆普通的恆星，”該研究的合著者、聯合國大學天文學系高級講師兼研究員澤維爾-杜穆斯克（Xavier Dumusque）解釋說。 “它的亮度和距離使它成為未來望遠鏡的理想候選對象，未來望遠鏡的任務就是直接觀測系外行星的大氣層。
人們對HD 20794 d行星的興趣在於它位於其恆星的宜居區，這個區域劃定了液態水可以存在的地方，而液態水是我們所知的生命發展的必要條件之一。 這個區域取決於幾個因素，主要是恆星的特性。 對於太陽或HD 20794 這樣的恆星，它可以延伸0.7 到1.5 個天文單位（AU），不僅包括地球的軌道，還包括火星的軌道。 系外行星HD 20794 d繞恆星運行需要647天，比火星少40天左右。
不尋常的橢圓軌道
HD 20794 d並不像地球或火星那樣遵循一個相對環形的軌道，而是遵循一個橢圓形軌道，在旋轉過程中與恆星的距離變化很大。 因此，這顆行星沿著它的軌道在恆星HZ的內緣（0.75 AU）和外緣（2 AU）之間擺動。 天文學家對這種構造特別感興趣，因為它可以讓他們調整理論模型，檢驗他們對行星宜居性概念的理解。 如果HD 20794 d上有水，那麼在這顆行星圍繞恆星旋轉的過程中，水會從冰態變成液態，有利於生命的出現。
要探測這顆超級地球並不容易，過程是反覆的。 研究小組分析了來自ESPRESSO和HARPS等最先進儀器的二十多年的數據。 對於後者，科學家們能夠依靠YARARA，這是一種最近在聯合國工程師學會開發的資料縮減演算法。 多年來，行星訊號一直被雜訊所掩蓋，很難辨別行星是否真的存在。 “牛津大學博士後研究員邁克爾-克雷蒂尼耶（Michael Cretignier）解釋說：”我們對數據進行了多年的分析，仔細排除了污染源。
尋找生命的新前沿
HD 20794 d的發現為科學家提供了一個有趣的實驗室，用於模擬和測試在宇宙中尋找生命的新假設。 這個行星系統與其明亮恆星的距離很近，這也使它成為下一代儀器（如ESO的超大望遠鏡（ELT）的ANDES攝譜儀）的主要目標。 要知道這顆行星是否孕育生命，還需要一些科學里程碑和跨領域的方法。 聯合國大學理學院新成立的宇宙生命中心（CVU）已經在研究它的宜居條件。
編譯自/ ScitechDaily