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首颗系外宜居行星或不存在 新观测暂未发现(图)

http://www.kexue.com 2011-01-20 09:23:34 新浪科技  发表评论


“宜居带”行星(图片来源:Lynette Cook)

  此前,天文学家们曾宣称发现首颗位于“宜居带”的系外行星。不过现在这件事看来出现了变数。对同样的数据进行分析之后,其他科学家们对于这一结论发起了首次正式挑战。

  来自加拿大不列颠哥伦比亚大学的天文统计专家菲利普·格里高利(Philip Gregory)说:“就目前而言,我们尚缺乏足够精确的数据允许我们做出那样的发现。”

  这颗所谓“首颗宜居带系外行星”:Gliese 581g之前便已经拥有了曲折的历史。当去年9月份它的发现被宣布时,人们为此欢呼雀跃,因为这是首颗可能具备生命存在条件的行星。这颗行星围绕它暗淡的中央恒星每36.6天公转一周,这使它恰好位于宜居带的中心位置。在这里,温度不会太高,也不会太低,液态水可以存在。

  Gliese 581g是恒星Gliese 581周围发现的第六颗行星。这颗恒星是一颗红矮星,距离地球约20光年。最早的四颗行星由瑞士日内瓦天文台的一个天文学家小组利用设在南美洲智利的一台望远镜上加装的HARPS光谱仪发现的。当时他们采用的方法是对这颗恒星的运动进行精细的测量,结果找到了由于绕转的行星对其施加的引力影响而导致的晃动。

  另外的两颗,第五颗和第六颗,包括这颗宣称位于宜居带的581g,都是由加州大学圣克鲁兹分校的斯蒂夫·沃格特(Steve Vogt)和华盛顿卡内基研究院的保罗·巴特勒(Paul Butler)发现的。他们利用夏威夷凯克天文台望远镜上的HIRES光谱仪获取了额外的数据并作出了这项发现,之后于去年9月29日公布了他们的发现。

  但是仅仅两周后,HARPS小组便发表声明,表示他们在数据中找不到任何存在行星的迹象,即使多加入两年的观测数据后依旧如此。但这并不能排除这颗行星只有在将两台望远镜设备的数据结合起来分析时才能被发现的可能性。

  不过现在,将两台设备的数据进行合并分析的结果已经公布了,结论是:没有找到有关行星的踪迹。

  “我什么也没有发现,”格里高利说。“我的分析并不是质疑36天的公转周期这样的细节,而是我根本找不到任何东西存在在那里。”

  和之前采用的方法不同,格里高利运用了一种称之为“贝叶斯分析”的分析法。传统的分析方法着眼点非常狭窄,仅仅考虑一种假设,而贝叶斯分析将考虑各种可能性,并确定哪一种最有可能。

  格里高利编写了一个程序,它能分析一个可能存在的行星的影响将造成哪些可观测的天文现象。并结合实际观测数据进行模拟推算,寻找最可能的结论。

  在对HARPS小组的数据进行分析后,格里高利得出结论:要产生观测到的结果,最大的可能性是这颗恒星旁存在五颗行星,其公转周期分别是3天,5天,13天,67天和400天。而公转周期为36天的行星并不存在。

  而当他对HIRES小组,或将两个小组的数据结合起来看时,最佳的结论是存在两颗行星。只有当他在HIRES小组的数据中加入额外数据条目时,他才能得到存在更多行星的结论。格里高利表示,这可能意味着HIRES设备的精度并没有想象中那么高。

  他说:“这台望远镜里可能存在什么东西,我是说它可能影响到了观测精度,造成了这个误差。”

  根据格里高利的模型,存在第六颗行星的结论是一种“误报”的可能性是99.9978%。格里高利通过数据分析得出的结论中,没有任何一颗行星位于宜居带。他的研究结果将发表在英国《皇家天文学会月报》和arxiv.org网站上。

  其他天文学家则表示,他们对于格里高利的分析感到“印象深刻”。“这是做研究的正确方法,”来自加州大学圣克鲁兹分校的系外行星研究专家丹尼尔·法兰布里吉(Daniel Frabrycky)说。“我想每个人都会同意我的说法,那就是这是你能做到的最为详尽的分析,也是你所希望进行的最为彻底的考察。”

  “格里高利的论文是对目前已公开数据进行的最为详尽的分析,”来自美国佛罗里达大学的系外行星专家,天文统计学家埃里克·福德(EricFord)说。“这是到目前为止进行的最严苛的分析。”

  不过大部分天文学家似乎还没准备好告别Gliese 581g。“我还没准备好承认说这颗行星已经远去的想法,”麻省理工学院的系外行星专家萨拉·赛格(SaraSeager)说。“我想没人能够这么快从这种思绪中走出来,我想我还需要一点时间。”

  而沃格特则仍然坚信这颗行星是存在的。他告诉记者说:“我坚信自己的数据。”他表示,有两种方法可以解译Gliese 581发出的信号。有时候,一颗拥有高偏心率,大倾角轨道的行星产生的信号和两颗拥有圆轨道的行星产生的信号几乎一样。恒星Gliese 581的行星中的行星D,有可能就是这样的一颗“欺诈者”,它的用自己的信号隐匿了另一颗行星的存在。

  要区分这两种可能性之所以如此困难,其中一部分原因是因为零星的,不连贯的观察数据会产生数据偏差。这些信号之所以出现,是因为望远镜不能进行连续的观察,它们让我们感觉那里存在着一颗行星,但如果你进行不间断的连续观察,你就会发现那里其实并不存在这样的行星。

  现在,天文学家古威廉·安格拉达-埃斯库达(Guillem Anglada-Escudé)和哈佛大学研究生丽贝卡·道森(Rebekah Dawson)正在准备一篇论文。在这篇论文中,他们认为这颗宜居带行星仍有存在的可能性。安格拉达-埃斯库达说:“从我们掌握的数据看,最佳的解释是确实存在这样一颗行星。”

  每个人都同意,要想最终解决这个问题,唯一的方法是取得更多的数据。尤其是,天文学家很焦急的想知道HARPS小组究竟是加入了哪一组数据,并由此得出Gliese 581g是一种假象,实际并不存在的结论的。

  “在瑞士人公开他们的数据之前,我不认为事情会有任何改变,”安格拉达-埃斯库达说。“没有任何其他人见过他们的数据。我们将拭目以待,以便最终解开这个谜题。”(晨风)

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