图解系外行星发现史：我们的近邻

我们的太阳位于英仙座旋臂猎户座分支内侧偏北一点的位置，以每秒217千米的速度围绕着远在2.6万光年外的银河系中心公转。得益于这样一个偏僻的位置，我们的周围几乎没有大质量恒星，这或许是地球能够演化出生命的一个重要因素。在距离太阳系50光年以内的空间中存在大约2000颗恒星。迄今为止，在这些恒星周围已经发现了数十颗系外行星，甚至还有部分位于宜居带内。虽然以现有的技术飞出太阳系都还只是人类的一个梦想，但是就像大航海时代的探索者们，他们的目的不仅仅是驶离这片海域，而是希望发现新的大陆。让我们盘点一下，当人类有能力进行恒星际航行时，哪些系外行星有可能成为未来远航的目标。

比邻星b

位于半人马座的南门二是距离我们最近的恒星系统，它由3颗恒星组成，距离我们约4.2光年。其中质量最小的一颗名为比邻星，它是一颗红矮星，质量和直径分别只有太阳的1/8和1/7。在这颗暗弱的恒星周围已经发现了3颗系外行星，其中比邻星b恰好位于比邻星的宜居带内，其质量和半径分别约是地球的1.2倍和1.3倍，它的公转轨道半径只相当于日地距离的1/20，每11.2天围绕比邻星公转一周，表面温度约-39℃。在距离我们最近的恒星旁边竟然就存在着一颗大小和地球相近，且位于宜居带内的系外行星，这无疑是令人兴奋的。不过以现有的技术，要想飞到这颗行星附近尚需要数十万年。图为比邻星及比邻星b与太阳系内部分天体大小对比。

巴纳德星b

巴纳德星是一颗质量较小的红矮星，位于蛇夫座，距离我们约6光年，是距离我们第二近的恒星系统，也是从地球上观测自行最快的恒星。2018年底，在它旁边发现了一颗系外行星——巴纳德星b，这是一颗超级地球，质量至少是地球的3.2倍以上，公转轨道半径约是日地距离的2/5。由于巴纳德星的发光能力远远弱于太阳，所以在巴纳德b表面只会被暗红色的光芒所笼罩，它的表面温度约在-170℃，是一颗冰冻的行星。图为巴纳德星b地表的艺术想象图。

罗斯128b

罗斯128位于室女座方向，距离我们约11光年，这是一颗非常年轻的红矮星，年龄只有9.5亿年，它的质量和半径分别是太阳的1/6和1/5，光度只有太阳的1/300。2017年，欧南台利用径向速度法发现了它的系外行星罗斯128b，从发现之初，它便被认为是一颗宜居行星的候选者之一。罗斯128b的质量约是地球的1.35倍，表面极有可能是固态的，其公转轨道半径约是日地距离的1/20，表面温度约7℃。不过罗斯128作为一颗较为年轻的恒星，可能会产生致命的耀斑，使得罗斯128b的大气层消失。图为罗斯128b的艺术想象图。

格利泽1061d

格利泽1061是一颗距离我们约12光年的红矮星，它的质量只有太阳的11.3%，接近恒星质量下限，光度仅有太阳的0.17%。不过，就在这样一颗暗弱的恒星周围，人类已经发现了3颗系外行星——格利泽1061b、c、d，质量分别是地球的1.38倍、1.75倍、1.68倍。图为这3颗系外行星的公转轨道示意图。其中只有格利泽1061d位于这颗恒星的宜居带内，它的公转轨道半径只相当于日地距离的1/20。由于格利泽1061的发光能力实在太弱，所以格利泽1061d能接收到的能量只相当于地球表面的60%，估计它的表面温度为-53℃。

鲁坦b

鲁坦b是一颗质量约为地球2.9倍的超级地球，距离我们约12.2光年。它位于红矮星鲁坦星的宜居带内，公转轨道半径约是日地距离的1/11。由于鲁坦星的光度较低，鲁坦b接收到的辐射能量只比地球表面多6%左右，这使它成为宜居行星的候选者之一。与此同时，得益于鲁坦星80亿年的年龄，对于太阳来说80亿年已经进入了晚年阶段，但对于一颗红矮星来说80亿年尚处于青少年时期，这个时期的鲁坦b不会有太多的恒星活动，如果鲁坦b拥有大气层的话，这会是一个好消息。图为鲁坦b的艺术想象图。

沃尔夫1061

沃尔夫1061位于蛇夫座，距离我们约14.1光年，是一颗质量和半径都只有太阳0.3倍左右的红矮星，表面温度为3070℃。2015年，澳大利亚新南威尔士大学发现了3颗围绕它公转的系外行星——沃尔夫1061b、c、d，3颗行星的质量分别是地球的1.9倍、3.4倍和7.7倍，公转周期分别是4.9天、17.9天和217天。其中沃尔夫1061c位于该恒星宜居带的内侧边缘（如图所示），这也使它成为了宜居行星的候选者之一。

格利泽832c

格利泽832是一颗距离我们约16光年的红矮星，质量和半径均不到太阳的一半，表面温度为3340℃，年龄约95亿年。在距离它约1/6日地距离的轨道上有一颗半径约是地球1.5倍、质量约是地球5.2倍的系外行星格利泽832c。据估计，在这个距离上，格利泽832c的表面温度将会与地球相近，当然这也取决于格利泽832c的大气状况，如果它的大气比地球更加稠密，那么表面温度将会更高，如果是那样的话，它的表面可能更像金星。另外，它的公转周期只有36天，如果它已经被潮汐锁定的话，或许在背面某些地区会拥有宜居的温度。图为格利泽832c的艺术想象图。

格利泽667Cc

格利泽667是一个位于天蝎座方向、距离我们约23.6光年远的三合星系统，组成这个系统的3颗恒星分别是太阳质量0.73倍、0.69倍和0.31倍的格利泽667A、B和C。其中在质量最小的红矮星格利泽667C附近已经确认发现了两颗系外行星，分别是格利泽667Cb和格利泽667Cc。其中格利泽667Cc位于宜居带的内侧边缘，它接收到的辐射能量比地球略多，表面温度也稍高于地球。不过已经确认这颗行星是被潮汐锁定的，在它的晨昏线附近有可能有一片狭长地带能够允许液态水的存在。图为格利泽667Cc（左）与地球的大小对比示意图。

HD85512b

HD85512是一颗位于船帆座方向距离我们约37亿光年的K型恒星，它的质量相当于太阳的0.69倍，表面温度4440℃，年龄约56亿年。2011年，在这颗恒星附近发现了一颗超级地球HD85512b，它的质量是地球的3.6倍，半径是地球的1.3倍，在0.26倍日地距离的轨道上公转。早期研究认为它的表面平衡温度约25℃，因此在其发现之初就和格利泽581d被认为是宜居行星的最佳候选者之一。不过后续研究表明，这颗行星位于宜居带的内侧边缘，过高的大气压力和温度可能使它变成一颗沙漠行星。图为HD85512b的艺术想象图。

TRAPPIST-1

TRAPIST-1是一颗非常瘦小的红矮星，位于宝瓶座方向，它的质量只有太阳的9%，稍稍超出恒星质量下限，它的直径仅仅比木星稍大，表面温度2280℃，距离我们约39光年。位于智利的行星和小行星凌星小型望远镜（TRAPPIST）于2016和2017年在这颗暗弱的恒星周围共发现了7颗系外行星——TRAPPIST-1b、c、d、e、f、g、h。这7颗行星的大小都和地球相仿，不过它们都位于非常接近恒星的轨道上，公转周期最长也只有20天左右。其中TRAPPIST-1d、e、f、g这4颗行星都位于该恒星的宜居带上，这是已知同一宜居带内拥有行星数量最多的恒星系统。图为TRAPIST-1系统示意图。

从第一颗系外行星的发现到今天只有30年。这30年间确认发现的系外行星数量已经超过了5000颗。越来越多的发现不断验证着一个预言，似乎在每颗恒星附近都可能有行星的存在。对于拥有4000亿颗恒星的银河系来说，其中存在系外行星的数量将远远超过地球上的人口总数。不仅如此，在距离我们最近的数颗恒星附近也已经发现了系外行星的踪迹，甚至很多都位于宜居带内。虽然受限于我们的技术手段，受限于宇宙空间过于遥远，我们现在根本不可能和任何系外行星取得联系，但相信地球生命在宇宙中并不是孤独的。