新發現一顆軌道奇特的“超級地球”，或許能揭開生命存在的奧祕

超級地球 HD 20794 d，爲研究生命和宜居性提供了新的機會。

這張插圖顯示了星星HD 20794周圍的可居住區(綠色)以及系統中三顆行星的軌跡。其中一顆行星同時穿過樂觀和悲觀的宜居帶。

每一次外星行星的發現，都是完善行星形成、太陽系結構、宜居帶以及可居住性模型的機會。每顆新行星都爲科學探索提供了更多的數據，幫助我們理解宇宙是如何形成的，以及爲何事物會如此運轉。然而，某些行星的特性如此獨特，令人不得不集中精力進行深入研究和密切觀察。

HD 20794 d就是這樣一顆行星，它是一顆超級地球，擁有一條非常特殊的軌道，天文學家通過這顆行星有機會測試有關宜居性以及樂觀與悲觀宜居帶的理論。

這顆行星繞着一顆類似太陽的恆星運行，距離地球約20光年。它的軌道非常偏心，從0.7到1.5天文單位不等。行星的一半時間在假定的宜居帶之外，另一半則進入並稍微位於宜居帶內。

那麼，像這樣的行星上，生命是否有可能存活呢？

在天文尺度上，這顆行星距離我們非常近，並且它所繞的恆星也很明亮，因此它成爲了觀察和研究的理想目標。2023年首次報道了這顆行星的發現，而最新的研究確認了它的存在，並指出它是進一步研究的理想對象。

這項新研究名爲《重訪鄰近恆星HD 20794的多行星系統》，並已發表在《天文學與天體物理學》期刊上。該研究的第一作者是西班牙加那利天體物理研究所的N. Nari。

儘管HD 20794 d的發現已有幾年，但直到新研究確認它的存在之前，它一直只是一個候選行星。由於它的軌道週期約爲640天，科學家稱它爲“640 d行星”。這項新研究爲這顆行星提供了更多的觀測細節，特別是它是大氣研究的絕佳候選者。由於它的軌道在宜居帶內外往返，它爲我們提供了更多瞭解宜居性和驗證科學模型的機會。

“HD 20794，它是HD 20794 d繞行的恆星，並不是一顆普通的恆星，”日內瓦大學天文學系高級講師、研究員、該研究的共同作者Xavier Dumusque解釋道，“它的亮度和位置使它成爲未來望遠鏡觀察外星行星大氣層的理想候選。”

由於它如此接近且明亮，這顆行星已經成爲觀察的目標。天體物理學家們已經擁有來自HARPS和ESPRESSO等設施20年的數據。HARPS是高精度徑向速度行星搜索儀，而ESPRESSO是用於巖質外星行星和穩定光譜觀察的高精度分光儀。

“HD 20794已經是長期徑向速度(RV)調查的一部分，旨在尋找太陽型恆星周圍的小振幅、長週期信號，已有超過20年的HARPS和ESPRESSO觀測數據可供分析，”論文中指出。

儘管已有20年的數據，發現這顆超級地球依然充滿挑戰。爲了從這些數據中提取出行星的存在，天文學家開發了一種新的算法，名爲YARARA，它是一種數據降噪算法，最近在日內瓦大學(UNIGE)開發。行星常常被數據中的噪音掩蓋，YARARA能夠篩選出噪音，提取出有效數據。

“我們分析了這些數據多年，仔細去除污染源，”牛津大學的博士後研究員、研究的共同作者、YARARA算法的開發者Michael Cretignier解釋道。他還是2023年首次報告HD 20794 d發現的論文的主要作者。

HD 20794 d的發現使天文學家更加關注這顆恆星。“低活動度和HD 20794的亮度使得它成爲最適合這項研究的目標之一，”作者們指出。

這個行星系統包含三顆行星，研究表明它們都是超級地球，儘管HD 20794 d也有可能是一顆迷你海王星，擁有不可忽視的氫氦大氣層。它的軌道偏心率爲0.45，質量約爲地球的5.8倍。

這顆行星最有趣的特點是它的軌道。“HD 20794 d的軌道週期位於樂觀和保守的宜居帶之間，”作者們在研究中寫道，“這是一個有趣的結果，因爲我們沒有很多M < 10地球質量的行星樣本，且這些行星的質量可以通過RV測量，位於太陽型恆星的宜居帶。” 由於它的軌道偏心，HD 20794 d會在恆星宜居帶的內側(0.75 AU)和外側(2 AU)之間來回穿梭。如果行星上有水，它會反覆從冰凍狀態轉變爲液態水，再轉回冰凍狀態。