近期，國際天文學家團隊在太陽系的「隔壁」發現一顆超級地球（Super-Earth）。天文學家認為，它可能具備完整的液態水與合適的大氣層，有望成為尋找太陽系外生命的最佳地點之一。

由美國的賓夕凡尼亞州州立大學（Penn State Universit）、加州大學歐文分校（University of California,Irvine）、美國太空總署（NASA）等機構組成的天文學家團隊，用了多種天文望遠鏡和觀測儀器，確認該行星的存在。這項新發現於10月23日發表在《天文學雜誌》上。

賓夕凡尼亞州州立大學新聞室提到，這顆可能具備液態水的超級地球被命名為「GJ 251 c」，位於雙子座，距離地球僅18.2光年，堪稱「星際鄰居」。它是一顆岩石行星，質量是地球的4倍，長年圍繞著一顆紅矮星公轉，其公轉一圈的時間為54天。

該團隊指出，雖然「GJ 251 c」距離其母恆星稍遠，但仍位於宜居帶內，原因是其母恆星量略大於其它同類型恆星，且該顆母恆星本身溫度也更高，因此該星系的「宜居帶」位置被推得更遠一些。

他們認為，若「GJ 251 c」位於適居帶內，意味著其表面很可能有水和合適的大氣層，而該條件就可能孕育出生命體。因此，這類行星的發現對他們尋找地外生命具有重大意義。

這次「GJ 251 c」的發現，得益於天文學家們長達二十多年的觀測。他們先前一直在尋找這顆行星的母恆星「GJ 251」。

GJ 251恆星是一顆紅矮星，質量為太陽的36%。「紅矮星」佔恆星比例中的較多數，大多數直徑及質量均低於太陽的三分之一，表面溫度與釋出的光芒也比太陽弱得多，其內部反應較其它恆星溫和，因此擁有較長的恆星壽命。

這項發現的原理依賴於「多普勒頻移效應」。當恆星在靠近或遠離行星時，就會讓周圍的物體出現輕微擺動。例如，恆星遠離我們光譜就會產生「紅移現象」，恆星靠近時就會產生「藍移現象」。而天文學家正是利用光譜儀測量這些頻移變化，推算出行星的存在與質量。

目前，天文學家已經在其它紅矮星的宜居帶內，發現了許多岩石行星。例如比鄰星b、TRAPPIST-1e和f，以及蒂加登星b等，其中部份可能蘊含超級地球。

他們在搜尋「GJ 251」紅矮星過程中，使用來自世界各地望遠鏡的存檔數據，進行觀測和測量，於2020年正式發現它周圍的行星「GJ 251 b」。這顆行星距離GJ 251約760萬英里（1,220萬公里），繞其運行一圈只需要14天左右。

研究團隊們為了精準測量「GJ 251 b」的徑向速度（物體相對於給定點之間距離），將這些數據與「宜居帶行星探測器」（HPF）觀測的全新高精度數據結合，意外偵測到第二顆行星「GJ 251 c」發出的更強烈訊號。

隨後，他們透過美國基特峰國家天文台（Kitt Peak National Observatory）的NEID光譜儀進行測量，最終確認「GJ 251 c」行星的存在。

研究人員表示，儘管發現的過程聽起來很簡單，實際上探測這顆行星的挑戰是艱鉅的。原因是恆星產生的日珥（恆星表面向外延伸的大型電漿和磁場）不斷翻滾，造成周圍的磁場和空間擾動，產生一種嘈雜的背景「噪音」。

這種「噪音」的表現形式是恆星光譜中的多普勒頻移線，而這些「噪音」會干擾天文學家辨識行星發出的徑向速度訊號，因此他們需要對行星訊號進行大量的建模，以便找到真實訊號和分離雜訊。

最終，研究團隊確認「GJ 251 c」的存在，並區分出與先前確認的內側行星GJ 251 b不同的軌道訊號。

賓夕凡尼亞州州立大學（Penn State University）天文學教授蘇夫拉特‧馬哈德萬（Suvrath Mahadevan）對該校的新聞室表示，「這是一場艱苦的戰鬥。我們一方面要抑制恆星活動訊號，另一方面要從那充滿恆星磁性訊號中，尋找行星發出的微弱的訊號。」

由於美國太空總署現有的韋伯太空望遠鏡（JWST）仍無法偵測「GJ 251 c」是否有完整的大氣，研究團隊希望透過其它望遠鏡，了解這顆行星的大氣與其它特徵，並計劃未來用「宜居世界天文台」（Habitable Worlds Observatory）的巨型太空望遠鏡進行觀測。該座天文台預計於2040年代正式啟用。

天文學教授馬哈德萬還表示，「我們尋找這類行星，是因為它們是發現其它星球生命的最大希望。這顆系外行星位於宜居帶內，其表面就可能有液態水存在。」

他接著說，「雖然我們目前還不能完全確認GJ 251 c上是否存在大氣或其它生命，不過，這顆行星代表著未來一個有希望的探索目標，因此我們還有很多東西需要了解。」

論文通訊作者、參與這項研究的加州大學歐文分校天文學家科里‧比爾德（Corey Beard）博士則說，「我們憑藉這套系統在技術和分析方面處於領先地位。未來需要下一代望遠鏡，直接拍攝這顆候選天體。」#

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