就在20多年前，天文学家发现了除太阳以外的第一个绕恒星运行的行星。所有这些新世界都是像木星或土星一样被气体包裹的巨型行星，据我们所知，它们完全不适合生命生存。但多年来，每一个发现都被忠实地作为头版新闻报道，而科学家和公众都梦想着有一天我们能找到一个适合居住的世界。一个类似地球的地方，有大量的地表水，既不冻结也不蒸发，但处于对生命至关重要的液态。当时最稳妥的猜测是，这样一颗行星的发现要经过几十年的时间，而当我们的望远镜的另一边出现了一个充满希望的新世界的朦胧海岸时，它将被证明过于遥远和模糊，无法进行任何细节研究。
显然，安全押注是错误的。周三，杏耀QQ天文学家宣布了人类历史上只有一次的发现:在太阳系之外发现了最近的可能适合居住的星球。这个星球可能和我们的一样，是岩石构成的，在温带轨道上围绕太阳最近的恒星比邻星(Proxima Centauri)旋转，比邻星距太阳仅4光年。他们的研究结果发表在《自然》杂志上。
虽然从技术上来说，这颗行星仍被认为是有待验证的“候选”行星，但大多数天文学家都相信世界就在那里。我们只知道这颗行星的轨道周期和大致的质量，但这已经足以让人不寒而栗了。比邻星(Proxima Centauri)的亮度只有太阳的千分之一，这意味着任何适合生命存在的行星都必须靠得很近。科学家们将这个新发现的行星命名为“比邻星b”，它位于一个11.2天的轨道上，在这个轨道上，水——以及我们所了解的那种生命——可能是存在的。它可能比地球略重三分之一，这表明它提供了一个固体表面，海洋可以在上面聚集。在一项可能重塑科学史和人类星际未来梦想的发现壮举中，我们人类发现了一个可能适合居住的星球就在隔壁。
“成功在寻找太阳系以外的最近的类地行星是一个一生的经验,充满激情和奉献精神,吸引了众多国际研究人员,”该研究的主要作者圭勒姆说,天文学家在伦敦大学玛丽皇后以观察。“我们希望这些发现能够激励未来的人们超越星星。”接下来就是寻找比邻星b上的生命。”
对一些人来说，Proxima b是第一个发现系外行星时开始的天文学革命的一个恰当的顶点。“20多年的历史,系外行星已经被定义为研究恒星数十到数百光年,当圣Grail-a小,岩石,潜在的宜居星球就等着被发现在我们最亲密的邻居,”天文学家德布拉菲斯切说,耶鲁大学资深行星猎人一直领导半人马座阿尔法星系统的独立调查。“当我们发射我们的第一个机器人探测器到太阳系以外的恒星时，我们知道我们应该把它们送到哪里!”
哥伦比亚大学天体生物学研究主任Caleb Scharf说，这颗新行星代表了“这个领域以及我们人类极其重要的心理时刻”。发现谁住在隔壁可以改变观点和优先级——这就是Proxima b将要做的。”
尽管比邻星距离我们不到4光年，但它的亮度太弱，肉眼无法看到。它漂浮在像太阳一样的双星半人马座阿尔法A和B的外围，形成了一个恒星三重奏，出现在半人马座南部的一个发光点上。这颗微小的恒星注定要在银河系的天流中慢慢地远离我们，但在接下来的4万年里，它仍将是距离我们最近的一颗行星。
赫特福德大学的天文学家Mikko Tuomi是这项研究的共同作者之一，他说:“这是我们第一次有了一颗能够容纳生物有机体的系外行星。”“这使得Proxima b不仅是天文学家最令人着迷的发现之一，也是最重要的发现之一。”
即便如此，这也是一个几乎没有发生的发现。“人们似乎认为我们刚刚发现了这颗行星。但事实并非如此，我们认为它已经存在多年了，”安格拉达-埃斯库德说。“我们只需要建立一个论点，
杏耀注册 ，让别人相信它的存在。”
2013年，在与安格拉达埃斯库德(Anglada-Escude)搜寻行星时，图米第一次发现了世界的蛛丝马迹。作为相对较年轻的研究人员，这两位天文学家努力争取宝贵的望远镜时间来寻找行星，而不是通过仔细重新分析其他团队发布的公开数据来寻找被忽视的世界。Proxima b的微弱信号首次出现是在数年时间里，由欧洲南方天文台(ESO)在智利的望远镜上运行的HARPS和UVES两台行星搜寻光谱仪的综合观测结果中。多年来，HARPS和UVES一直在监视着比邻星，观察它是否被任何看不见的旋转行星拖来拖去，但运行这些行星的团队声称没有发现任何迹象。绕轨道运行的行星会对其恒星产生一种独特的周期性摆动，有时这种摆动非常轻微，以至于它们对太阳的摆动速度比婴儿爬行的速度还慢。Tuomi认为他在半人马座的比邻星和竖琴上看到的11天的摆动数据略强——1.4米每秒，成年人的平均行走速度。图米和安格拉达-埃斯库德与几位同事迅速撰写并提交了一篇报告潜在行星信号的论文。
但是很多东西可以移动星星。例如，起伏的波和在其表面流动的磁化等离子体的漩涡可以模拟或掩盖由小行星引起的摆动。即使是最优秀的行星摄谱仪也会出现校准错误，从而导致进一步的混乱。2012年HARPS团队曾宣布，可能是半人马座阿尔法星b周围的一个小岩石世界引起了一次抖动，但这颗行星最终证明是虚幻的，是由恒星黑子、恒星旋转和有问题的统计分析产生的幻影。这是一个值得警惕的故事:如果HARPS团队被半人马座阿尔法星B愚弄了，它是天空中最安静的恒星之一，在比邻星附近发现行星的希望似乎渺茫。比邻星不断爆发“超级耀斑”，很容易破坏仔细观察。
比邻星是一颗脾气暴躁的耀斑星，这一名声使它无法成为竖琴乐队的首选，也使人们对托米和安格拉达的说法产生了怀疑。他们的论文被拒绝了;评论家发现他们的证据缺乏说服力。安格拉达-埃斯库德用接下来的两年时间开展了“淡红点”观测活动，以著名的“淡蓝点”“旅行者1号”从深空拍摄的地球图像命名，由天文学家卡尔·萨根推广。这将是对以往大多数行星搜寻的大胆背离，以往的搜寻往往倾向于搜寻大量恒星，以寻找更容易、更明显的世界，而不是对任何单一目标进行连续打击。
今年春天，安格拉达-埃斯库德和“淡红点”团队的其他成员说服了ESO，让他们在连续60晚的时间里专注于竖琴演奏20分钟。这个团队用另外两个望远镜同时观测到的耀斑和可能伪装成行星的星点来支持他们的harp工作。当观测活动开始时，安格拉达-埃斯库德还与研究报告的合著者、卡内基科学研究所的天文学家保罗·巴特勒合作，成功地仅从UVES的数据中提取出了11天的抖动。将旧数据与新数据相结合，这一信号跃出了恒星噪音的海洋，达到了不容置疑的统计意义。在长达数月的观察运行的前10天，淡红点小组知道他们发现了Proxima b.“我完全相信，”巴特勒说。“大自然是有恶意的，它试图隐藏一些东西，但你不会偶然地从两个不同的工具中发现两个完全匹配的信号。”
HARPS团队的成员也被说服了，他们的数据被证明对这一发现至关重要。日内瓦天文台的天文学家克里斯托夫•洛维斯开发了HARPS团队的数据分析软件，他说:“这个信号很重要，它是由一颗行星发出的。”“这是最近的高频率数据集造成的差异……(淡红点团队)只是试了试运气，结果成功了。”
也许关于Proxima b最令人惊讶的事情是，它的存在一点也不令人惊讶。
近年来，在很大程度上得益于HARPS团队的工作，以及美国国家航空航天局(NASA)的行星搜寻开普勒太空望远镜(Kepler space telescope)的结果，天文学家们已经开始对银河系中可能适合生命生存的世界的数量进行统计估计。在银河系的恒星中，似乎有15%到30%的恒星应该存在“金发姑娘”世界——既不太大，不能被厚厚的大气层窒息，也不太小，不能把宝贵的空气带到太空中，在不太热、不太冷的轨道上，岩石表面可能存在液态水。
就像在沙滩上，岩石颗粒的数量超过巨大的卵石一样，像比邻星这样的小恒星比像太阳这样的大恒星要多得多。小恒星使用核燃料的效率也更高，它们发出的光比类日恒星要长几千亿年，甚至几万亿年。因此，我们可以预期，大多数“金发姑娘”世界都存在于像半人马座比邻星这样的红矮星周围。但我们真的应该期望它们是可居住的吗?关于这一点，即使是专家也不确定。
尽管比邻星b在质量和星光照射下与地球相似，但它“不是地球的孪生兄弟”，波尔多大学的系外行星大气专家Franck Selsis说。同样的11.2天的轨道将Proxima b置于其恒星的宜居带，也使其受到一系列有害影响的影响，这些影响可能会根除一个生物圈——或者首先阻止一个生物圈的形成。
华盛顿大学(University of Washington)天体生物学家罗里·巴恩斯(Rory Barnes)对宜居性的悲观看法为他赢得了“世界毁灭者”的名声，对他来说，所有这些潜在的障碍都表明，比邻星b可能不是我们正在寻找的适合生命生存的行星。“总的来说，任何行星都应该被认为是不可能存在生命的，”巴恩斯说。“这一次有不同于我们自己的要求，可能比地球有更多的障碍要克服。”
巴恩斯说，其中最主要的一个事实是，红矮星的青少年往往很暴力，不稳定——就像人类活了几千年，却因此经历了几个世纪的动荡青春期。由于这些恒星非常小，人们认为它们的形成非常缓慢，经过数百万年的质量积累，其亮度远远超过它们的余生。巴恩斯说，如果比邻星b在我们今天看到的地方形成，要想适合居住，“它必须在数亿年的时间里以某种方式避免被烘烤成一个失控的温室气体星球。”然而，巴恩斯还提出了另一种可能的补救方法:一层不太厚、不太薄的氢气层，它可以作为这颗年轻行星的防晒剂，在强烈的星光下逐渐蒸发，直到比邻星进入成年期才消散。
半人马座比邻星(Proxima Centauri)对其小型伴星的引力所产生的极端潮汐可能是另一个杀手。这些潮汐效应可能导致Proxima b在每个轨道上只自转一次，有效地将地球的一侧“锁定”在黑暗中，而另一侧则面向恒星——尽管许多研究人员现在相信，最可信的大气层将在地球和比邻星之间循环热量，以保持生物圈存在的希望。更麻烦的是一种被称为“潮汐加热”的现象，它是由恒星的潮汐拖船在行星内部弯曲产生的摩擦。如果Proxima b的轨道(或曾经)被显著拉长，一端靠近恒星，另一端远离恒星，由此产生的潮汐加热可能会在没有任何星光帮助的情况下自行蒸发掉任何海洋。
西华盛顿大学博士后研究员吉姆·达文波特认为，比邻星b在类地条件下的最大障碍可能是比邻星的持续耀斑，它比我们在太阳上观测到的任何耀斑都要活跃10倍。耀斑发出的强烈的x射线和紫外线辐射可能会破坏比邻星b的大气层，使它变得荒芜、没有空气。但是在这种情况下，希望仍然存在——一个保护性的磁场，就像地球的磁场，或者一个厚厚的、潮湿的大气层，都有可能抵挡住最严重的耀斑。达文波特说:“在《哈姆雷特》中，天堂和外星球上的事情比我们在教科书中想象的要多。”“但现在我们还不知道。”
这种情况迟早会改变。发现已经引发新的兴趣搜索电台——从任何技术或激光消息向地球传送健谈外星人对地球以及未来的建议给我们最近的恒星系统甚至机器人探测航行如果这些努力在不远的将来不太可能取得成果。短期内，随着Proxima b的消息在科学界引起反响，天文学家们正准备进行全面的观测和研究。
安格拉达-埃斯库德说，由于Proxima b的轨道周期短，除了HARPS和UVES外，寻找行星的摄谱仪可以在几周内确认这颗行星的存在。对比邻星(Proxima Centauri)的摆动进行更广泛的研究，可能会更好地限制该行星的质量和轨道，对那里存在生命的可能性施加更严格的限制，并可能发现更多的行星。
但是，行星猎人最大的希望是，比邻星b的凌日，从地球上看到的它的恒星表面，从而向我们等待的仪器投下一个微小但可测量的影子。哥伦比亚大学的天文学家大卫·基平(David Kipping)正在领导一个团队，在加拿大航天局(Canadian Space Agency)最先进的太空望远镜最近对比邻星(Proxima b)的观测中，寻找比邻星b可能凌日的迹象。“我们对它的过境持乐观态度，”基平说。如果是这样，它就会在最后一个方框中滴答作响，并尽可能地成为最优选择，这似乎太完美了，让我停下来考虑一下。基平说，考虑到这颗恒星由于耀斑而产生的亮度波动，最终结果将推迟到9月的某个时候。如果在大多数数据中出现令人信服的凌日迹象，天文学家可能会使用更大的硬件——美国宇航局的红外斯皮策太空望远镜——来寻求确认。
凌日对天文学家来说将是一个宝库。这个行星的轮廓可以让他们直接测量Proxima b的大小，精确地确定它的质量，甚至计算它的密度和估计的成分。此外，凌日的比邻星b的边缘的星光可以让天文学家确定世界大气的存在和体积组成，如果它有的话。这样的观测可能需要美国国家航空航天局(NASA) 2018年10月发射的6.5米詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)的强大观测能力。
即使Proxima b被证明没有凌日，它仍然为目前正在世界各地建造的下一代超大型地面望远镜提供了一个独特的机会。这类望远镜将于本世纪20年代首次亮相，配备了30米或更宽的聚光镜，可以令人信服地获得比邻星b的直接图像——实际图像，揭示有关其组成和历史的其他无法获得的信息。这些下一代庞然大物中最大的将是ESO的欧洲超大望远镜(E-ELT)，它最早将于2024年在智利投入使用。“比邻星b可能是唯一一颗可以用E-ELT成像的宜居带行星(或者至少是非常罕见的一颗)，”塞尔西斯说。“即使不谈生命，这也可能代表着行星科学的一场革命。对这颗行星凌日的观察——或者从一个巨大的地面望远镜直接拍摄的图像——可以揭示这颗行星是否有一个厚厚的、含水的大气层。塞尔西斯说，如果是这样的话，“我们就会知道，尽管有恒星活动，红矮星仍然可以保持水分，并且适合居住。”那真是太棒了。”
NASA的下一个大型太空天文台将是WFIRST，杏耀联系它是NASA大获成功的哈勃望远镜(Hubble telescope)的升级版，拥有更广阔的红外优化视野。目前的计划要求WFIRST用高性能的日冕仪进行飞行，日冕仪是一种能够阻挡恒星光线的仪器，这样就可以直接对伴星进行成像。可惜的是，WFIRST的日冕仪最适合像我们的太阳这样的恒星，而不是像半人马座比邻星这样的红矮星。普林斯顿大学的天文学家Jeremy Kasdin领导了该项目的coronagraph的开发工作，据他说，WFIRST“将无法看到Proxima b，因为它离它的主恒星很近，而且行星在望远镜波长处的强度很低。”
就目前而言，这意味着彻底探测Proxima b和其他邻近星球，寻找令人信服的生命迹象的目标——所谓的“生物特征”——可能几十年都无法实现。“直接成像这些行星的长期目标是,看看他们的氛围有利于甚至影响生物圈,寻找气体像氧气非常远离热力学平衡,产生的气体,地球上的生物,”巴特勒说,开普勒老兵一直在追求这个梦想他的大部分生活。“人们问我，‘你怎么能证明一颗行星上有生命?如果你对一颗可能适合居住的行星进行光谱分析，发现水和一些气体处于不平衡状态，那么你就把这个问题从“证明存在生命”变成了“证明不存在生命”。我最大的希望是，这将在一代人的时间里发生。”
随着年龄的增长，许多年轻的天文学家越来越没有耐心。现在有人说Proxima b已经改变了规则，而不是等待在WFIRST之后更遥远的未来出现另一个大型太空望远镜。就像它的发现需要一场专注的、高度集中的观测活动一样，寻找那里的生命迹象，最好的办法就是推广比NASA笨拙的多用途旗舰任务更小、更便宜、更快的单用途太空望远镜。一些特立独行的NASA研究人员已经提出了类似的方法，用于比邻星(Proxima Centauri)，更像太阳的半人马座阿尔法星(Alpha Centauri A)和半人马座阿尔法星(Alpha Centauri A)。“建造一个巨大的天文台来拍摄大约100颗恒星的行星是非常昂贵的。但现在人们知道要寻找什么，所以你可以设计你的望远镜和仪器，只看这颗行星，并优化他们的单一任务。”
麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)天体物理学家萨拉·西格尔(Sara Seager)参与了WFIRST和其他下一代任务的计划，她认为这一结果为系外行星科学带来了一个意义深远的新机遇。西格尔说:“这就允许我们这些在战场上的人把所有的鸡蛋放在一个篮子里，而不是随意向空中投掷飞镖。”“在比邻星b之前，你几乎无法想象发射太空望远镜去观测一颗恒星，但现在这是可以想象的。也有不利的一面:如果我们都选错了东西，会发生什么?人们需要做的工作变少了吗?因为我们关注的对象变少了。我们最终可能会像粒子物理学家那样，一篇论文有成千上万的作者。但这是找到离我们最近的恒星周围最有希望的行星的途径。”
