比邻星究竟有没有第二颗行星？

离太阳系最近的恒星是半人马座α星（Alpha Centauri，中名「南门二」）这个三星系统里的C星（注：大写英文字母代表恒星），也就是大家熟悉的比邻星（Proxima，GJ 551），距离约4.2光年。天文学家在2019年4月宣布于比邻星旁发现可能有第2颗系外行星的证据，经过近一年的后续追踪观测与分析，迄今还没办法完全确认它的地位，不过已经先行编号为比邻星c（Proxima c，注：小写英文字母代表行星），它可能是一颗超级地球（super Earth），质量约地球的6-8倍，离母恒星约1.48AU，轨道周期约5.21年（约1894天），其轨道位置在比邻星的「雪线」以外，收到的比邻星辐射偏少，所以应是类似海王星的冰质行星。天文学家还推测它的磁场与其母星发出的闪焰交互作用下，在两极将有着炫丽的极光；此外，它还可能有像土星环一样的光环。

在比邻星c的轨道内侧，是比邻星系统第1颗确认的系外行星比邻星b，发现于2016年，特性与地球更接近，且位在比邻星的适居区内，意味着温度适中而使其表面可存在液态水。在一个行星系统里，有大型行星挡在外侧，屏蔽彗星等小天体的袭击，将可使适居区内的行星更适合生命生存；在我们自己的太阳系里，木星和土星就扮演着这样的骑士角色。

比邻星本身是颗质量和表面温度都比太阳低的红矮星，这是银河系里最常见的恒星种类。所以若能确认比邻星c是真实的，或许是了解红矮星旁行星系统如何诞生与演化的关键。又由于比邻星c位在比邻星雪线以外之处，温度极低，所以理论上这里只会形成含冰丰富、质量中等的超级地球和迷你海王星？所以，比邻星c究竟为何出现在离母恒星这么远的地方？如果能解开这个问题，将有助于行星形成理论的研究。

能证明比邻星c存在的最佳证据就是「摆动（wobble）」。受到行星的重力影响，母恒星的位置会随着行星公转有周期性的微小移动，称之为「摆动」，以光谱观测时，会因恒星受到位置改变而使星光波长改变，即所谓的「都卜勒效应」（Doppler effect），光谱谱线位置因而会周期性地蓝移或红移（蓝为波长较短端，红为波长较长端），这种观测方式称为「径向速度法（Radial Velocity）」。谱线位置来回改变的时间间隔基本上就是行星绕母恒星的公转周期，而摆动的幅度大小可以之估计行星的质量。一般气体巨行星因质量较大，让恒星摆动的幅度也较明显而容易借此方式寻找，但小一点、远一点的行星则摆动幅度小且慢而搜寻困难，只能透过电脑模拟数年的观测资料来大海捞针。

比邻星c造成母星位置移动量推测仅约每秒1公尺，估算出的公转周期约5年之久。以此数值估计，大约需要将近20年的高精度光谱观测资料才能分辨出光谱谱线的位置差异和移动周期。问题是，恒星本身的黑子和其他活动，甚至是地球上光学仪器的微小不稳定性，都会影响观测结果。所以近年来已经罕有以「摆动法」发现小型系外行星的报告。迄今为止，天文学家已经排除了许多可能来自恒星和仪器的干扰，但即使如此，还是无法肯定比邻星c的存在。不过好在，比邻星是离太阳系最近的恒星，天文学家有更好的机会能仔细观测研究这个系统，所以天文学家们目前还在尝试以太空中和地面上各种稳定度和精确度更高的仪器，或是用不同波段的设备，继续累积比邻星的光谱资料，以期能在未来得出最后的答案，甚至期待在这个系统中发现外星生命哩！（编译/张桂兰）

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