天文學家取得了令人興奮的突破，發現了四顆圍繞著我們最近的單恆星鄰居巴納德星運行的亞地球系外行星。研究人員利用雙子座北望遠鏡上的高精度MAROON-X 儀器，透過徑向速度技術確認了這些行星的存在，標誌著探測小型行星的里程碑。

一個世紀以來，天文學家一直在研究巴納德星，希望找到圍繞它的行星。它於1916 年由EE 巴納德在耶基斯天文台首次發現，是距離地球最近的單恆星系統。現在，天文學家發現了四顆圍繞著該恆星運行的亞地球系外行星。其中一顆行星是使用徑向速度技術發現的質量最小的系外行星，這表明在附近恆星周圍發現較小行星的新基準。圖片來源：國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld

這些岩石行星是迄今為止發現的最小行星之一，它們對先前經常產生不確定結果的行星搜尋工作提出了挑戰。這項發現預示著探索小型系外行星的新時代，它們可能為行星的形成和宜居性提供重要線索。

天文學家發現了四顆圍繞巴納德星運行的近地系外行星，巴納德星是距離地球最近的單恆星系統。這項發現部分是使用國際雙子座天文台的北雙子座望遠鏡進行的。值得注意的是，其中一顆新發現的行星是有史以來使用徑向速度技術發現的質量最小的系外行星，為尋找附近恆星周圍的較小行星樹立了新的標竿。

一個多世紀以來，科學家一直在研究巴納德星，希望找到行星。 1916 年，EE 巴納德在葉凱士天文台首次發現了巴納德星，它是距離地球最近的單恆星系統。 [1]巴納德星是一顆紅矮星，這是一種低質量恆星，通常擁有包含多顆岩石行星的緊湊行星系統。由於紅矮星是宇宙中最常見的恆星類型，了解它們所擁有的行星是進行更廣泛天文學研究的關鍵。

MAROON-X 儀器安裝在雙子座北望遠鏡上，該望遠鏡是國際雙子座天文台的一部分，部分資金由美國國家科學基金會資助，由NSF NOIRLab 運營，它分解來自望遠鏡的光線，以捕捉有關遙遠行星的信息。圖片來源：國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/J. Bean

MAROON-X：用於尋找系外行星的精密儀器

此次搜尋的一項主要工作由芝加哥大學的雅各布·比恩(Jacob Bean) 領導。他的團隊開發了MAROON-X，這是一種高靈敏度的儀器，專門用於探測紅矮星周圍的遙遠行星。 MAROON-X 安裝在雙子座北望遠鏡上，增強了天文台識別小型系外行星的能力。

MAROON-X 使用徑向速度技術尋找系外行星，該技術可以探測恆星在其軌道行星的引力作用下產生的微小來回運動。這種運動會導致恆星光波長發生微小變化。 MAROON-X 非常精確，可以測量這些細微的變化，以確定影響恆星的行星的數量和質量，從而使天文學家能夠以驚人的精度確認它們的存在。

MAROON-X 儀器安裝在雙子座北望遠鏡上，該望遠鏡是國際雙子座天文台的一部分，部分資金由美國國家科學基金會資助，由NSF NOIRLab 運營，它分解來自望遠鏡的光線，以捕捉有關遙遠行星的信息。圖片來源：國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/J. bean

確認行星：​​一項突破性發現

在對三年間112 個夜晚採集的數據進行嚴格校準和分析後，團隊發現了巴納德星周圍存在三顆系外行星的確鑿證據，其中兩顆先前被歸類為候選行星。該團隊也將MAROON-X 的數據與2024 年使用位於智利的歐洲南方天文台甚大望遠鏡的ESPRESSO 儀器進行的研究數據相結合，證實了第四顆行星的存在，並將其從候選行星提升為真正的系外行星。

「這是一個非常令人興奮的發現——巴納德星是我們的宇宙鄰居，但我們對它知之甚少，」芝加哥大學博士生、《天體物理學雜誌快報》論文第一作者里特維克·巴桑特說。 “它標誌著上一代新儀器的精度有了突破。”

這部動畫展示了巴納德星行星系統的軌道動態。一個世紀以來，天文學家一直在研究巴納德星，希望找到它周圍的行星。它於1916 年由EE 巴納德在葉凱士天文台首次發現，是距離地球最近的單恆星系統。現在，天文學家利用雙子座北望遠鏡（國際雙子座天文台的一部分，由美國國家科學基金會部分資助，由NSF NOIRLab運營）發現了四顆圍繞該恆星運行的亞地球系外行星。其中一顆行星是使用徑向速度技術發現的質量最小的系外行星，為發現附近恆星周圍的較小行星樹立了新的標竿。資料來源：國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor/J. Pollard

我們對這些岩石世界的了解

新發現的行星很可能是岩石行星，而不是像木星這樣的氣體行星。然而，由於我們從地球上觀察它們的角度，行星不會從恆星前方穿過，而這是確定行星成分的常用方法，因此很難確定這一點。但有了來自其他恆星周圍類似行星的信息，該團隊將能夠更好地估計它們的組成。

然而，他們能夠相當肯定地排除巴納德星宜居帶中存在其他質量與地球相當的系外行星的可能性。宜居帶是恆星周圍空間中剛好適合讓液態水在行星表面存在的區域。

巴納德星：行星搜尋中的“大白鯨”

巴納德星被行星搜尋者稱為「大白鯨」；在過去的一個世紀裡，一些團體曾多次宣布有證據表明巴納德星周圍存在行星，但這些證據隨後都被證明是錯誤的。但這些最新發現比之前的任何結果都更有說服力。

「我們在不同的日期、不同的夜晚時間進行了觀測。他們在智利，我們在夏威夷。我們的團隊根本沒有相互協調，」巴桑特說。 “這讓我們非常有信心，這些數據不是幻影。”

2019 年，科學家Andreas Seifahrt（左）和Jacob Bean（右）拆開MAROON-X 儀器，準備將其安裝在雙子座北望遠鏡上，該望遠鏡是國際雙子座天文台的一半，由美國國家科學基金會部分資助，由NSF NOIRLab 運營。資料來源：國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/J. bean

利用新科技揭開迄今最小行星的面紗

這四顆行星的質量僅為地球的20% 到30%，距離母星非常近，幾天之內就能繞母星一圈。第四顆行星是迄今為止使用徑向速度技術發現的質量最小的行星。團隊希望這將開啟一個新時代，在宇宙中發現越來越多的亞地球系外行星。

迄今為止發現的大多數岩石行星都比地球大得多，而且它們在整個銀河系中看起來相當相似。然而，有理由認為較小的系外行星的成分差異較大。隨著科學家發現更多這樣的行星，他們可以開始梳理出更多關於這些行星如何形成以及是什麼讓它們可能擁有宜居條件的資訊。

使用MAROON-X 進行系外行星探索的未來

「美國國家科學基金會正在與天文學界合作，進行一項深入探索宇宙的探險，以發現可能與地球環境相似的行星，」美國國家科學基金會國際雙子座天文台計畫主任馬丁·史蒂爾說。 “雙子座北站安裝的MAROON-X 發現的行星為這一旅程邁出了重要一步。”

MAROON-X 仍然是Gemini North 的客用儀器。鑑於其出色的性能和在用戶群體中的受歡迎程度，它正在轉換為永久設施儀器。

「這一結果證明了雙子座為其用戶社區提供的具有競爭力的先進功能。該天文台正在更新其儀器組合，MAROON-X 是第一批新儀器的一部分，與雙子座南站的GHOST 和雙子座北站的IGRINS-2 一起，」國際雙子座天文台開發副主任、論文合著者、MAROON-X 設計者、MAROON-X 設計團隊開發副主任、論文合著者、MAROON-X 設計者、MAROON-X 設計團隊開發副主任、論文合著者、MAROON-X 設計團隊。

編譯自/ ScitechDaily