科學家發現質量最小的系外行星

科學家目前已發現的系外行星共有四千多顆，其中多數所處的環境都和太陽系很不一樣。一份新研究找到一個恆星系統和太陽系內圍的環境非常相似，裡面至少有四顆行星，分別與太陽系內水星、金星、地球和火星相似。

歐洲南方天文台（ESO）9月5日發布的消息說，這個名為L 98-59的恆星系統距離地球僅35光年，其中一顆行星的質量大約只有金星的一半，是有史以來用徑向速度（radial velocity）測量方法發現的質量最小的系外行星。

現在天文學家主要依靠像開普勒太空望遠鏡（Kepler Space Telescope）和淩日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，縮寫簡稱TESS，中國大陸又簡稱為苔絲）這些大的觀測項目，搜索恆星系統，並粗略判斷其周圍是否存在行星。但是要想了解這些行星的具體情況，就靠研究人員判斷，選中其中一些系統進行後續的追蹤觀測。它需要得到望遠鏡大量觀測時間資源的支持，這並不容易。

7月28日發表於《天文學與天體物理學》（Astronomy and Astrophysics）期刊的這份研究，在資源有限的情況下，利用對比的方法有了驚人的發現。

研究人員從TESS的觀測資料裡面選中恆星系統L 98-59進行分析。因為這個系統距離地球只有35光年，相對比較近，而且等詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）升空後，這個恆星系統大部分時間都在它的視野之內，也就是說很快會得到這個系統內更多詳細的信息，所以他們選擇這個系統開展研究。

但是在此之前，這份研究只能依賴一個暫時加裝在歐洲南方天文台（ESO）的甚大望遠鏡（VLT）上的一個設備，測量恆星的徑向速度資料，和來自TESS的資料對比分析。

像TESS這樣的項目，正如其名字展示的那樣，通過觀測恆星亮度周期性的變化，判斷它周圍是否有行星從這顆恆星和地球觀測點的之間穿過，所以叫做淩日觀測法。這種方法可以推測出其周圍行星的數量，以及它們的大小，即半徑和體積這方面的信息。

而這份研究再通過測量恆星的徑向速度進行對比判斷。這種方法的理論依據是，由於行星對恆星各個方向施加的引力，會造成恆星亮度的變化。從這個角度測量恆星亮度的變化，也能推測出這顆恆星周圍行星的數量，除此之外，因為天體所產生的引力與其質量密切相關，所以研究人員可以由此推測出各個行星的質量。

結合這兩種方法，研究人員確定了L 98-59周圍四顆行星的基本屬性。這份研究從徑向速度觀測還發現了第五顆行星的蹤跡。它們全都屬於「超級地球」類型，就是體積比地球大、比海王星小的岩石行星。這些行星按照軌道從最靠近恆星的內圍向外的順序，依次命名為b、c、d、e和f星。

● L 98-59b的質量只有不到金星的一半，差不多是地球質量的1.01倍，是目前為止用徑向速度測量方法找到的系外行星中質量最小的一個。這顆行星上面的水分較少，2.3天繞行主星L 98-59一周。
● L 98-59c的質量是地球的2.42倍，2.7天繞行主星一周。
● L 98-59d的質量裡面高達30%的比例都是水分，現在還不知道上面水分所在的位置。可能位於地面上，也可能都在地下。這顆行星的質量是地球的2.31倍，7.5天繞行主星一周。
● L 98-59e的質量是地球的3.06倍，12.796天繞行主星一周。
● 第五顆行星L 98-59f，它的質量是地球的2.56倍，23.15天繞行主星一周。

相對太陽系來說，L 98-59系統裡面的行星公轉的周期看起來很短，可是L 98-59是一顆紅矮星，溫度比太陽低。所以最外圍的f星已經位於這個系統宜居帶，也就是說，這顆行星地表的溫度允許液態水的存在。

這份研究的主要撰稿人葡萄牙波爾圖大學（University of Porto）的德曼金（Olivier Demangeon）說：「有跡象顯示，我們找到了一顆位於這個系統宜居帶內的類地行星。」合作研究者奧索里奧（María Rosa Zapatero Osorio）說：「位於宜居帶的這顆行星可能有足以支持和保護生命的大氣層。」