可观测Universe第64章 罗斯128b

罗斯128b (系外行星) · 描述：一颗邻近的温和系外行星 · 身份：围绕宁静红矮星罗斯128运行的系外行星距离地球约11光年 · 关键事实：由于其母星活动相对温和它被认为是寻找地外生命的优先目标之一。

罗斯128b：11光年外的生命候选者（上篇） 引言：人类为何执着于寻找“另一个地球”？ 自1995年米歇尔·麦耶与迪迪埃·奎洛兹首次在飞马座51恒星周围发现系外行星以来人类对宇宙中“第二地球”的探索已跨越近三十个春秋。

这场跨越光年的追寻并非单纯的科学好奇——从进化论的视角看地球生命的诞生或许是宇宙演化的必然结果；从哲学层面确认我们在宇宙中并不孤独将彻底重构人类对自身存在的认知。

截至2024年NASA系外行星数据库已收录超过5500颗确认的系外行星其中约10%位于恒星的“宜居带”内。

但这些候选者中真正具备类似地球环境条件的却寥寥无几。

直到罗斯128b的出现天文学家才看到了更清晰的希望：这是一颗围绕宁静红矮星运行的岩质行星距离地球仅11光年其母星的低活动水平与行星的轨道特性使其成为目前最接近“第二个地球”的研究对象之一。

红矮星：宇宙中最常见的“生命摇篮”候选 要理解罗斯128b的特殊性首先需要重新认识它的“母星”——罗斯128。

这是一颗光谱型为M4V的红矮星属于宇宙中最常见的恒星类型。

在天文学中恒星按光谱类型分为O、B、A、F、G、K、M七大类M型恒星质量仅为太阳的7%-50%表面温度约2400-3700K（太阳约5778K）亮度不足太阳的1%。

尽管看似“暗淡”红矮星却占据银河系恒星总数的约70%在距离太阳100光年的范围内每两颗恒星中就有一颗是M型红矮星。

这种数量优势让它们成为寻找系外行星的天然目标——毕竟样本量越大存在“类地行星”的概率越高。

但红矮星的“宜居潜力”曾长期被低估。

早期研究认为这类恒星温度低宜居带（理论上允许液态水存在的区域）会非常靠近恒星行星容易被潮汐锁定（即始终以同一面朝向恒星类似月球与地球的关系）导致一面极端炎热、另一面极度寒冷。

此外红矮星在年轻阶段普遍存在剧烈的耀斑活动释放的高能粒子和X射线可能剥离行星大气破坏生命的生存环境。

然而随着观测技术的进步科学家逐渐发现并非所有红矮星都如此“暴躁”。

罗斯128就是其中的例外：它形成于约50亿年前（与太阳年龄相近）经过漫长的演化其磁场活动已趋于稳定耀斑爆发的频率和强度远低于同类型的年轻红矮星（如距离地球4.2光年的比邻星）。

这种“成熟”的特性为其周围的行星提供了更安全的演化环境。

从恒星演化的角度看红矮星的长寿命（可达数万亿年远超太阳的100亿年）也是不可忽视的优势。

太阳目前处于主序星阶段的中期约50亿年后将膨胀为红巨星吞噬水星、金星甚至地球。

但红矮星的主序阶段几乎贯穿整个宇宙当前的年龄尺度这意味着围绕它们运行的行星有足够长的时间孕育复杂生命。

对于生命演化而言时间或许比“完美”的初始条件更为关键——地球用了近40亿年才出现智慧生命而红矮星的“长寿”为这种缓慢的演化提供了充足的空间。

罗斯128b的发现：径向速度法的精妙应用 罗斯128b的发现是现代系外行星探测技术的经典案例。

它的“现身”得益于欧洲南方天文台（ESO）的高精度径向速度行星搜索器（HARPS）。

这台安装在智利拉西拉天文台的3.6米望远镜光谱仪能够以每秒1米的精度测量恒星光谱的多普勒位移——当行星绕恒星运行时恒星会因引力反冲产生微小的摆动这种摆动会导致其光谱线周期性地蓝移（恒星靠近地球）和红移（恒星远离地球）。

通过分析这些位移的周期与幅度科学家可以推算出行星的质量下限与轨道周期。

对罗斯128的持续观测始于2000年代初但直到2017年研究团队才从累积的数据中发现了一个清晰的周期性信号：恒星每9.9天出现一次约1.2米/秒的速度波动。

结合恒星质量和行星轨道半长轴的计算他们推断出一颗质量至少为地球1.35倍的岩质行星——这就是罗斯128b的首次亮相。

这一发现随后被《天文学与天体物理学》杂志发表迅速引发学界关注。

值得一提的是HARPS的成功不仅在于精度更在于其对“低质量行星”的敏感——传统方法更容易发现木星级别的气态巨行星而像罗斯128b这样的类地行星需要更长时间的观测和更精密的仪器才能被捕捉。

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