每次看到這四個(gè)字，大家都很興奮，這意味著科學(xué)家似乎找到了第二顆地球。實(shí)際上，超級地球并不一定那么接近地球，但是在已知的系外行星中，的確具有較高的宜居概率。
長期以來，科學(xué)家們一直在尋找著系外行星，不過可能宜居的卻寥寥可數(shù)。最近，歐洲的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)，讓我們非常興奮。
（圖片說明：系外行星假想圖）
在距離我們35光年的位置上，有一顆紅矮星，科學(xué)家將其命名為L 98-59。這顆比太陽小得多的恒星，竟然擁有至少4顆恒星，甚至可能還額外有一顆超級地球！
那么，科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)這些行星的呢？
由于距離遙遠(yuǎn)，我們很難直接觀測其他的恒星周圍是否存在系外行星，而是只能通過一些間接的方法，比如凌日法。
所謂的凌日法，指的是系外行星運(yùn)行到宿主恒星和地球之間時(shí)，我們就會(huì)看到宿主恒星的亮度有輕微的減弱。這種變化幅度很小，但通過人類的靈敏設(shè)備還是可以觀測到的。如果這種變化呈很明顯的規(guī)律性，那就證明是來自于穩(wěn)定的系外行星公轉(zhuǎn)時(shí)的遮擋，從而證明系外行星的存在。
（圖片說明：開普勒望遠(yuǎn)鏡）
凌日法是最常用也最有效的尋找系外行星的手段，最著名的系外行星“獵手”開普勒太空望遠(yuǎn)鏡、TESS等都是利用這個(gè)方法尋找系外行星的。
另一方面，徑向速度法也是目前比較常用的尋找系外行星的方法，其原理就是多普勒效應(yīng)。雖然質(zhì)量比恒星小得多，但一顆行星在運(yùn)行過程中，也會(huì)對恒星產(chǎn)生引力作用，拉扯恒星前后左右擺動(dòng)。
在恒星擺動(dòng)的過程中，它的光譜會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，也就是細(xì)微的紅移或藍(lán)移，而且，這種變化是呈規(guī)律性的。所以，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)一顆恒星有這樣的表現(xiàn)時(shí)，就可以推測它周圍存在系外行星了。
（圖片說明：系外行星中有許多比木星大得多的）
不論是哪一種方法，都對系外行星有一定的要求，其中之一就是要足夠大。體積大的行星能夠產(chǎn)生更明顯的遮擋效果、質(zhì)量大的行星才能將恒星拖動(dòng)得更遠(yuǎn)更明顯。所以，目前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的系外行星普遍都比較大，有的甚至比木星重10倍以上。
同時(shí)，這兩種方法也不是各自獨(dú)立的，而是可以相互配合的。通過兩種不同的方法共同觀測，可以了解更多關(guān)于系外行星的信息。
這次發(fā)現(xiàn)的超級地球，就是一個(gè)最好的例子。
這個(gè)系統(tǒng)是在2019年被發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)科學(xué)家們利用TESS（全稱凌日外行星勘測衛(wèi)星）發(fā)現(xiàn)了它的3顆行星。接下來，就要計(jì)算這些系外行星的一些基本屬性了。畢竟，想要確定它們是超級地球，至少要知道它是不是巖石行星。
（圖片說明：TESS衛(wèi)星）
葡萄牙波爾圖大學(xué)的天文學(xué)家Olivier Demangeon指出：“想要知道一顆行星的構(gòu)成，我們最起碼要知道它的質(zhì)量和半徑?！?/p>
從恒星亮度減弱的程度，科學(xué)家們可以粗略地推測行星的體積大小。另外，根據(jù)亮度的變化周期，我們也可以知道這些行星的公轉(zhuǎn)周期。
接下來的數(shù)據(jù)，就要依賴于徑向速度法了。Demangeon和他的同事們利用歐洲南方天文臺(tái)位于智利的甚大望遠(yuǎn)鏡，對這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了徑向速度法的觀測。通過恒星的多普勒效應(yīng)，科學(xué)家們可以推測出行星的質(zhì)量大小，有了質(zhì)量的數(shù)據(jù)和上面計(jì)算的體積大小，就可以進(jìn)而計(jì)算出行星的密度，這就可以幫助科學(xué)家確定它們到底是氣體行星還是巖石行星。
（圖片說明：L 98-59三顆行星的模擬圖）
結(jié)果表明，這三顆行星都可能是巖石行星。
最內(nèi)側(cè)的L 98-59 b非常有可能是一顆巖石行星，它的質(zhì)量僅有金星（金星質(zhì)量略小于地球）的一半，至少在太陽系內(nèi)，這么小質(zhì)量的天體都是巖石結(jié)構(gòu)的。這令人非常興奮，因?yàn)榭茖W(xué)家此前很少發(fā)現(xiàn)如此小的系外行星。
第二顆行星相對大一些，質(zhì)量是地球的1.4倍，科學(xué)家認(rèn)為也有可能是巖石行星。
第三顆的質(zhì)量是地球的2倍，半徑是地球的1.5倍，這意味著它的密度雖然比水大，但比地球要小得多。研究人員推測，這或許意味著它擁有著大量的水資源，甚至占到了行星總質(zhì)量的30%，才讓它的密度比地球小這么多。
（圖片說明：L 98-59系統(tǒng)藝術(shù)圖）
這還不算完。在利用徑向速度法進(jìn)行觀測的時(shí)候，Demangeon等人還有新的發(fā)現(xiàn)，那就是另外兩個(gè)周期性的信號，這和已知的三顆系外行星并不匹配。也就是說，這顆恒星周圍還有2顆此前不知道的系外行星。只不過，這2顆行星的軌道不會(huì)途經(jīng)宿主恒星和地球之間，所以無法通過凌日法來發(fā)現(xiàn)。
觀測結(jié)果表明，新發(fā)現(xiàn)的行星中第一顆有地球質(zhì)量的3倍，公轉(zhuǎn)周期為12.8天。而真正引起他們興趣的，是第二顆。
第二顆行星的存在，暫時(shí)還沒有完全確定，但它已經(jīng)足夠令人矚目。根據(jù)目前的推測，它的公轉(zhuǎn)周期為23天，這意味著它離宿主恒星非常近。不過，考慮到L 98-59本身的溫度要比太陽低得多，所以這顆行星所處的位置，恰好在宜居帶上，也就是說，它的表面溫度既不過高，也不過低，很可能恰好處于一個(gè)合適的條件下。
（圖片說明：L 98-59五顆行星的軌道與太陽系行星的對比）
另外，它的質(zhì)量大約是地球的2.46倍。雖然比地球大一些，但看起來應(yīng)該也是巖石行星。
遺憾的是，它無法運(yùn)行到宿主恒星和地球之間，所以我們無法用凌日法對它進(jìn)行研究。這會(huì)讓我們少獲得很多信息，比如它的體積，這就讓我們無法完全確定它是不是巖石行星。另外，科學(xué)家通常會(huì)利用恒星穿過行星大氣層并傳到地球的光來判斷系外行星是否擁有大氣層，因此，這顆行星的大氣也是一個(gè)謎。
至少從目前來看，科學(xué)家們找不到一個(gè)方法來判斷它到底有沒有大氣層，也更無從談及可能存在的大氣層中的化學(xué)成分。在找到新的研究手段之前，我們恐怕很難再獲得關(guān)于它的更多信息了。
即便如此，L 98-59系統(tǒng)還是很值得研究的。作為一個(gè)擁有5顆系外行星的系統(tǒng)，這顆紅矮星在人類已知的恒星之中也算是佼佼者了。至少此前發(fā)現(xiàn)的三顆系外行星，也還是頗有研究價(jià)值的。
所以，這個(gè)系統(tǒng)仍然會(huì)成為科學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)。沒準(zhǔn)哪一天，另外的幾顆行星就會(huì)給我們一個(gè)驚喜。
