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第78章 波江座e

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半径:0.8倍太阳半径(约5.6×10?公里,太阳半径≈7×10?公里)——体积是太阳的51%,如果把太阳放在波江座ε的位置,地球会被它的引力“缩小”一圈;

表面温度:5200K(通过光谱分析——测量吸收线的宽度与位移,计算温度);

亮度:0.3倍太阳亮度(视星等约3.7等,肉眼可见,在黑暗的天空中像一颗“淡黄色的星”);

年龄:45亿年(通过恒星活动周期——G型星的钙H、K线振荡周期与年龄相关,波江座ε的周期约11年,和太阳的11.8年几乎一致;加上化学成分——它的金属丰度(重元素比例)与太阳相仿,约0.1 dex)。

2. 恒星活动:“温和”的太阳翻版

波江座ε的恒星活动,比太阳更“安静”:

耀斑:平均每年1-2次,强度是太阳耀斑的1/10——不会对周围行星的大气层造成严重剥离;

星风:速度约300公里/秒,质量损失率约每年10?1?倍太阳质量——比太阳弱,不会过度吹散行星的原始大气层;

黑子:黑子周期约11年,和太阳一致,但黑子的数量与大小更小——说明它的磁场活动更弱。

这些“温和”的活动,让波江座ε的周围环境更稳定,更适合行星的形成与生命的存活。

3. 观测历史:从“未知的亮星”到“类太阳模板”

人类对波江座ε的认识,经历了三个阶段:

古代观测:古希腊天文学家托勒密在《天文学大成》中记录了它,称其为“波江座的第八颗星”(ε是希腊字母第八个);阿拉伯天文学家阿尔·苏菲在《恒星之书》中描述它为“一条河流中的明亮石头”;

近代发现:19世纪,天文学家通过光谱分析确定它是G型主序星;20世纪初,通过三角视差法测量距离约10光年,成为第三近的恒星系统;

现代研究:Gaia卫星的高精度测量(2018年首次发布,2023年更新),让它的距离误差缩小到0.1光年;ALMA望远镜(2011年启用)发现了它的尘埃盘;TESS卫星(2018年发射)正在搜寻它的系外行星。

三、“邻近的力量”:为什么波江座ε是系外行星研究的“黄金目标”?

10.5光年的距离,让波江座ε成为系外行星研究的“近水楼台”:

1. 观测成本低:更容易捕捉细节

距离近,意味着恒星的角直径更大——波江座ε的视直径约0.002角秒(太阳的视直径约0.5角秒,但因为距离远,实际角直径和太阳差不多),用干涉仪(比如VLTI)可以直接拍摄到它的表面结构,比如黑子、耀斑。

2. 环境类似太阳系:更容易找到“第二个地球”

波江座ε的类太阳属性(质量、温度、年龄、活动),意味着它的行星系统可能与太阳系非常相似:

可能有类地行星在宜居带(液态水能存在的区域)——宜居带半径约0.6-1.2AU(地球到太阳的距离是1AU);

可能有气态巨行星在 outer 区域(比如5-10AU),像木星一样保护内行星免受小行星撞击;

可能有尘埃盘,说明行星正在形成或已经形成。

3. 系外行星搜寻的“优先目标”:已经有初步结果

天文学家已经用凌星法(TESS卫星)和径向速度法(Keck望远镜)对波江座ε进行了多年观测:

凌星法:没有发现明显的凌星信号(行星从恒星前方经过,遮挡光线),但可能存在小质量行星(比如地球大小的行星),凌星信号太弱,需要更长时间的观测;

径向速度法:检测到恒星有微小的摆动(速度变化约0.5米/秒),对应一颗0.3倍地球质量的行星,轨道周期约10天——这是一颗“热地球”,距离恒星太近,不适合生命存在;

尘埃盘:ALMA望远镜拍摄到波江座ε周围有一个尘埃盘,半径约10AU,温度约100K(-173℃),有明显的环与间隙——环的半径约3AU和7AU,间隙约4AU和8AU。这些结构说明,尘埃盘里有行星在清理轨道——比如,一颗类地行星在4AU处,一颗气态巨行星在8AU处,它们的引力把尘埃“扫”成了环和间隙。

四、尘埃盘的“暗示”:行星正在形成?

ALMA观测到的尘埃盘,是波江座ε“有行星”的最有力证据:

1. 尘埃盘的“基本参数”

半径:约10AU(相当于土星轨道的位置);

厚度:约0.1AU(1500万公里)——像一个“薄煎饼”;

质量:约0.001倍太阳质量(相当于10倍木星质量)——足够形成几颗类地行星和一颗气态巨行星;

温度:从内盘的500K(227℃)到外盘的100K(-173℃)——温度梯度驱动尘埃颗粒碰撞、黏合,形成更大的天体。

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