科学家发现一颗新行星在绕着距离太阳系最近的单星运行，它的质量是地球的三倍以上。这项发现耗时20多年，标志着我们寻找新行星的方式发生了变化。

这是科学家首次用一种已被广泛接受的方法——即测量绕转行星对恒星速度造成的微小变化——发现一颗如此大小的行星。这种行星被称为超级地球，它的轨道周期是200天。

这种方法被称为径向速度法，通常用于寻找较大的恒星。这是因为，由行星引起的恒星速度变化非常微小，以至于很难侦测到，那些质量较小的行星更是如此。

环绕巴纳德星运行的超级地球的艺术渲染图

径向加速法利用到了多普勒效应。就像救护车在驶向你和驶离你时其警报器声音的音调会发生变化一样，当发光物体在朝向或远离观察者移动时，其发出光线的波长也会稍稍变化（继而颜色也会改变）。

当行星绕着恒星运行时，它的引力会导致恒星发生略微的摆动。当恒星远离地球时，恒星发出的光（波）会被拉长，变为红光，即所谓的红移。同样地，当恒星朝向地球移动时，它的光（波）会缩短，变为蓝光，即所谓的蓝移。

“经过非常仔细的分析后，我们已经99%确信行星就在那里。”该研究项目的首席科学家、来自加泰罗尼亚太空研究所（Institute of Space Studies of Catalonia）以及西班牙国家研究委员会太空科学研究所（Institute of Space Sciences, CSIC）的伊格纳西·里巴斯（Ignasi Ribas）说道。

“不过，我们将继续观测这颗快速移动的星球，以排除恒星亮度自然变化被错认为行星的可能性，尽管我们认为那种可能性很小。”

这一研究发现于近日发表在《自然》杂志上，科学家为此花费了很长时间，并做了大量的观测。

“（我们）在过去已经利用径向加速法发现了很多行星，但这一颗很特别，因为它拥有相对较长的周期以及相对较小的质量。”里巴斯说道。为了取得这项发现，科学家不得不在20年的时间里使用7种不同的仪器收集了近800个测量值。

“基本上，我们用到了世界上所有能够精确测量径向速度的仪器。”里巴斯说，“把所有这些数据点组合成单一的一致数据集用以进行有把握的分析，这同样是一个重大挑战，需要开发出可靠的方法。总而言之，这是一个规模庞大的观测项目，有多组研究人员参与进来。”

那些测量值是科学家组合使用多个天文望远镜取得的，但有一件特别的仪器提供了让这一发现成为可能的精度。

超级地球绕着巴纳德星运行的艺术渲染图

欧洲南方天文台（ESO）的高精度径向速度行星搜索器（HARPS）能够侦测到低至每小时3.5公里的恒星速度变化，这跟人的平均步行速度差不多。相对于我们的太阳，巴纳德星正以大约每小时500,000公里的速度在移动。

“HARPS在这个项目中发挥了至关重要的作用。我们把来自其他团队的档案数据与不同设施观测巴纳德星所得的新重叠测量结果组合在了一起。”该研究项目的联合首席科学家、来自伦敦玛丽王后大学（QMUL）古勒姆·安哥拉达-伊斯库德（Guillem Anglada Escudé）说，“组合使用仪器是让我们得以交叉检查结果的关键。”

巴纳德星是距离太阳最近的单星，距离我们只有六光年。巴纳德星的年龄是太阳的两倍，而且它是夜空中自行运动速度最快的恒星。

科学家发现的行星不太可能有生命存在，因为它位于母星的“雪线”上。尽管它跟巴纳德星的相对距离要小于地球跟太阳的相对距离，但这颗行星上的温度可能只有零下170摄氏度，我们所知的生命无法在那样的环境下生存。

上月底，美国宇航局（NASA）的开普勒太空望远镜（KST）耗尽了燃料，它寻找类地行星的任务也走到了尽头。在未来，我们搜索系外行星的方式可能会涉及更多的数据，但这并不意味着我们要采用更复杂的分析方法。尽管如此，人工智能在我们对系外行星的搜寻中正变得越来越重要。

在搜寻系外行星飞掠事件并进行研究的过程中，人工智能已被用于分析天文数据。所谓的飞掠，就是行星运行到其母星跟地球之间，造成我们观测到的恒星亮度减弱，我们可以藉此来发现新的行星。

然而，就径向加速法来说，分析要更加简单。“在这个特定案例当中，我们没有专门用它们来分析数据，因为尽管数据集在观测规模上非常庞大，但就数据量来说并不多。”里巴斯说道。也就是说，科学家可以用更传统的方法去分析那些数据。

“我们确实用到了人工智能工具，更具体地说是遗传算法，来统筹安排使用CARMENES仪器进行的观测。”里巴斯说，“我们已经开发出方法来优化观测计划，这件工具如今正在被使用。”

翻译：何无鱼

审校：李莉

编辑：Fancy

来源：WIRED

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