比邻星b

比邻星b是一颗怎样的行星？

比邻星b是一颗已确认存在的行星。它约每11.18天绕恒星一周，与恒星的平均距离约为725万公里。观测允许的最小质量约为地球的1.06倍。不过，我们没有看到它从恒星前方经过，因此还不能直接测量它的大小、密度、大气和表面。质量接近地球并位于宜居带，并不足以证明它是一颗与地球相似的行星。

这颗行星不是通过照片，也不是通过观察它遮挡星光而发现的。行星的引力让比邻星轻微地来回运动；恒星朝地球靠近和远离时，星光会出现极细微的差别。这种变化约每11.18天重复一次，而且在可见光和近红外观测中都发现了相同周期。

比邻星b牵引恒星时，恒星也会产生极微小的运动。从地球看，恒星朝一个方向的速度最多改变约每秒1.23米。研究人员利用星光中的细微变化，测量恒星朝地球靠近或远离的速度，再根据这种运动重复的时间和幅度来推算行星轨道与质量。

不过，这种方法不能直接告诉我们行星轨道相对视线倾斜了多少，因为它只测量恒星朝向或背离地球的运动分量。因此，推算出的不是必然的真实质量，而是所有可能值中的最小值。如果从我们的视角看轨道倾斜很大，真实质量可能超过地球的1.06倍。

恒星表面的星斑和明亮区域也会改变星光，产生看似由行星造成的信号。研究人员比较了恒星的亮度、磁活动和多个波段测得的速度，并检查11.18天的信号是否在不同仪器中重复出现。最终，比邻星b被列为确认行星，而不再只是候选。

行星从恒星前方经过时，被遮挡的星光比例可以用来测量行星半径。比邻星b没有被确认发生这种凌星。没有半径，就无法用质量除以体积来计算平均密度，也难以判断它主要由岩石构成、含有大量水，还是包裹着厚厚的气体层。

NASA目录中列出的约1.02个地球半径并不是直接测量值，而是根据质量相近的其他系外行星大小推算的估计值。本页中行星的大小和表面图也以这个估计值和多种可能成分为依据，并不是显示真实海洋、云层、大陆或颜色的照片。

比邻星b已经确认的性质是公转周期、轨道距离、最小质量和接收的能量。它的半径、密度、大气和表面尚未测量。

比邻星b从恒星接收的能量约为地球从太阳接收能量的64%。如果有能够适度保存热量的大气，它所处的距离可能允许表面存在液态水。这个范围称为宜居带，但位于其中并不表示实际发现了水或大气。

如果没有大气，行星温度会在很大程度上取决于表面反射多少星光，以及昼面和夜面怎样释放热量。如果有大气，气体种类和含量、气压、云层与风又会改变温度。目录中的约218 K，也就是约零下55摄氏度，并不是实际观测到的表面温度。它是假定没有大气、热量以特定方式分布后算出的比较值。

由于这颗行星非常靠近恒星，它很可能每公转一周也自转一周，让同一面始终朝向恒星。这称为同步自转，但比邻星b的自转并未被直接测量。即使同步自转，足够厚的大气也可能通过风把昼面的热量带到夜面；如果没有大气，两面的温差可能大得多。

宜居带是根据行星与恒星的距离以及接收的星光量划定的范围。它不是已经确认液态水、氧气、生命或适合人类生存环境的标志。

比邻星经常发生释放强烈紫外线和X射线的耀斑。高能辐射会分解大气分子，并可能帮助部分粒子摆脱行星引力、逃入太空。比邻星b距离恒星很近，因此如果它有大气，这一过程经过很长时间可能产生重大影响。

NASA在2017年的研究并没有观测比邻星b的真实大气。研究人员把一颗具有地球式大气、重力和磁场的假想行星放在比邻星b的轨道上进行计算。当他们改变高层大气温度和气体逃逸的难易程度时，损失相当于一个地球大气的时间从约1亿年到20亿年不等。这说明起始假设不同，结果也会有很大差别。

我们不知道比邻星b最初是否有更厚的大气，内部活动是否会补充气体，也不知道它是否有磁场。反过来，也没有证据证明今天仍有大气存在。因此，“大气已经消失”和“它拥有地球式大气”这两种说法，目前都不能由观测确认。

比邻星b不会从恒星前方经过，因此无法使用测量穿过行星大气的星光这一常见方法。行星远比恒星暗，在天空中又紧挨着恒星。要研究大气，需要用大型望远镜尽量遮住星光，分离出来自行星的光，再寻找特定气体留下的特征。

精密测量恒星在天空中移动的幅度，可以缩小行星轨道倾角和真实质量的范围。长期观测恒星的来回运动，也能更好地区分星斑、耀斑造成的变化与行星造成的变化。比邻星b的重要性并不在于它已被证明与地球相似，而在于这颗近邻恒星周围的小行星展示了确认事实与仍依赖计算的性质之间有多大差别。