科学家发现质量最小的系外行星

距离地球35光年的恒星系统L 98-59及其质量最小的一颗行星L 98-59b的艺术假想图。（ESO/M. Kornmesser）

【大纪元2021年08月11日讯】（大纪元记者笛睿编译报导）科学家目前已发现的系外行星共有四千多颗，其中多数所处的环境都和太阳系很不一样。一份新研究找到一个恒星系统和太阳系内围的环境非常相似，里面至少有四颗行星，分别与太阳系内水星、金星、地球和火星相似。

欧洲南方天文台（ESO）8月5日发布的消息说，这个名为L 98-59的恒星系统距离地球仅35光年，其中一颗行星的质量大约只有金星的一半，是有史以来用径向速度（radial velocity）测量方法发现的质量最小的系外行星。

凌日法与径向速度测量交叉对比

现在天文学家主要依靠像开普勒太空望远镜（Kepler Space Telescope）和凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，缩写简称TESS，中国大陆又简称为苔丝）这些大的观测项目，搜索恒星系统，并粗略判断其周围是否存在行星。但是要想了解这些行星的具体情况，就靠研究人员判断，选中其中一些系统进行后续的追踪观测。它需要得到望远镜大量观测时间资源的支持，这并不容易。

7月28日发表于《天文学与天体物理学》（Astronomy and Astrophysics）期刊的这份研究，在资源有限的情况下，利用对比的方法有了惊人的发现。

研究人员从TESS的观测资料里面选中恒星系统L 98-59进行分析。因为这个系统距离地球只有35光年，相对比较近，而且等詹姆斯?韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，JWST）升空后，这个恒星系统大部分时间都在它的视野之内，也就是说很快会得到这个系统内更多详细的信息，所以他们选择这个系统开展研究。

但是在此之前，这份研究只能依赖一个暂时加装在欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）上的一个设备，测量恒星的径向速度资料，和来自TESS的资料对比分析。

像TESS这样的项目，正如其名字展示的那样，通过观测恒星亮度周期性的变化，判断它周围是否有行星从这颗恒星和地球观测点的之间穿过，所以叫做凌日观测法。这种方法可以推测出其周围行星的数量，以及它们的大小，即半径和体积这方面的信息。

而这份研究再通过测量恒星的径向速度进行对比判断。这种方法的理论依据是，由于行星对恒星各个方向施加的引力，会造成恒星亮度的变化。从这个角度测量恒星亮度的变化，也能推测出这颗恒星周围行星的数量，除此之外，因为天体所产生的引力与其质量密切相关，所以研究人员可以由此推测出各个行星的质量。

有四五颗“超级地球”的恒星系统

结合这两种方法，研究人员确定了L 98-59周围四颗行星的基本属性。这份研究从径向速度观测还发现了第五颗行星的踪迹。它们全都属于“超级地球”类型，就是体积比地球大、比海王星小的岩石行星。这些行星按照轨道从最靠近恒星的内围向外的顺序，依次命名为b、c、d、e和f星。

● L 98-59b的质量只有不到金星的一半，差不多是地球质量的1.01倍，是目前为止用径向速度测量方法找到的系外行星中质量最小的一个。这颗行星上面的水分较少，2.3天绕行主星L 98-59一周。
● L 98-59c的质量是地球的2.42倍，2.7天绕行主星一周。
● L 98-59d的质量里面高达30%的比例都是水分，现在还不知道上面水分所在的位置。可能位于地面上，也可能都在地下。这颗行星的质量是地球的2.31倍，7.5天绕行主星一周。
● L 98-59e的质量是地球的3.06倍，12.796天绕行主星一周。
● 第五颗行星L 98-59f，它的质量是地球的2.56倍，23.15天绕行主星一周。

相对太阳系来说，L 98-59系统里面的行星公转的周期看起来很短，可是L 98-59是一颗红矮星，温度比太阳低。所以最外围的f星已经位于这个系统宜居带，也就是说，这颗行星地表的温度允许液态水的存在。

这份研究的主要撰稿人葡萄牙波尔图大学（University of Porto）的德曼金（Olivier Demangeon）说：“有迹象显示，我们找到了一颗位于这个系统宜居带内的类地行星。”合作研究者奥索里奥（María Rosa Zapatero Osorio）说：“位于宜居带的这颗行星可能有足以支持和保护生命的大气层。” ◇