天文学家首次探测到系外卫星

# 天文学家首次探测到系外卫星 Source: https://www.wired.com/story/astronomer-detect-exomoon-for-first-time/ 一个国际研究团队发现了类似卫星天体的证据。这标志着人类首次在太阳系外探测到此类天体——不过，它与“卫星”的标准有多接近，仍是研究人员仍在思考的问题。 尽管迄今已发现超过6000颗系外行星（https://www.wired.com/story/6000-planets-have-been-found-outside-the-solar-system/），但在其他行星系统中一直缺乏确凿的卫星（https://www.wired.com/story/exomoon-meaning-discovery/）存在证据。新发现打破了这一状况，其关注的是一个在73光年外的系统中环绕褐矮星CD-35 2722 B运行的天体。 褐矮星（https://www.wired.com/story/a-failed-star-called-the-accident-puzzles-astronomers/）是一种介于行星和恒星之间的天体，缺乏成为恒星所需的质量。CD-35 2722 B的质量约为木星的37倍，环绕恒星CD-35 2722运行，后者质量约为太阳的40%；两者视距离约为2.8角秒。 研究团队利用欧洲南方天文台甚大望远镜（https://www.wired.com/story/paranal-observatory-chile-very-large-telescopes-astronomy/）上的CRIRES+红外光谱仪，在2023年10月至2026年2月期间，共观测了CD-35 2722 B 23个夜晚。研究人员使用称为“多普勒法”的技术，捕捉到CD-35 2722 B在附近其他天体引力轻微拉扯下产生的摆动。 该技术利用天体光谱中观测到的多普勒效应来记录径向速度的变化——本质上就是寻找这些变化——从而估算系外行星的质量、轨道周期和轨道偏心率。1995年发现首颗环绕类日恒星的系外行星时，也曾使用这种方法。 由于CD-35 2722 B距离其宿主恒星足够远，可以直接获取其光谱，几乎不受宿主恒星光的干扰。此前也曾在其他褐矮星和行星上进行过类似尝试。在这项研究中，更高波长分辨率的光谱仪加上极低的光谱污染，使测量精度比以往提高了最多100倍。 图片可能包含天文、外层空间、星云、自然、夜晚和户外内容 褐矮星CD-35 2722附近区域的视图。 摄影：ESO/Digitized Sky Survey 2 该分析上个月发表于《自然》（https://www.nature.com/articles/s41586-026-10751-w）杂志，揭示了一个强烈信号，表明存在一颗质量至少为木星0.9倍的大型卫星，其轨道周期约为170天。就质量比而言，该天体约占它所环绕褐矮星质量的2.5%，与太阳系中的卫星相比，这是一个明显更高的数值。太阳系行星与卫星之间质量比最高的系统是地球与月球（约1.2%）；木星和土星周围卫星的质量比则小得多。 为了确认观测到的信号确实来自一颗卫星，研究团队还排查了其他可能因素。这些因素包括：地球轨道运动修正误差导致的视周期、大气条件的季节性变化，以及褐矮星自身自转的影响。 这是一幅艺术概念图，描绘了一个类似卫星的天体（中心）环绕褐矮星CD-35 2722 B（右侧）运行。研究人员将这一天体称为“系外卫星”，并将其描述为一颗质量至少与木星相当的巨型气态行星。 视频：ESO/M. Kornmesser 此外，对洛希极限（越过该边界，卫星将被褐矮星的潮汐力撕碎）和希尔半径（褐矮星引力影响范围的半径）的计算证实，该卫星的轨道处于物理上可以稳定存在的范围内。 研究人员表示，这是利用这种方法获得的、关于卫星环绕褐矮星伴星运行的第一个证据。几个月前，另一个团队在利用VLT干涉仪观测HD 206893恒星系统时，曾收集到可能存在卫星的线索，但尚未实现确凿探测。 这项研究发现的天体处于一个独特的位置，无法用太阳系卫星的传统框架来完全理解。“在太阳系中，行星与太阳之间有清晰的界线，因此定义像卫星这样的东西很简单，”[表示](https://www.eso.org/public/news/eso2610/)迭戈·波塔莱斯大学天体物理学家爱丽丝·祖尔洛（Alice Zurlo）。“在CD-35 2722系统中，恒星、行星和卫星之间的界线模糊不清，整个描述就变得复杂了。” 目前尚不清楚这一天体是否应被称为卫星。ESO还指出，目前还没有官方认可的系外卫星定义，研究人员使用的是“系外卫星”一词。论文本身也承认，这一天体未来是否会达到被视为卫星的标准尚不确定，但这一发现是迈向确凿探测的一步。 研究人员认为，这一发现将有助于为未来行星形成理论和天体力学研究指明新方向。此外，如果存在像新论文中描述的那种较小的岩石卫星，它们可能会受到褐矮星的潮汐加热，从而在距离恒星更远的地方创造出适合生命的环境——这一进展也可能对搜寻地外生命产生影响。 此外，一旦配备39米主镜的下一代“极大望远镜”建成，或许还能探测到更小的系外卫星。 *这个故事最初发表于*[WIRED Japan](https://wired.jp/article/first-exomoon-candidate-brown-dwarf/)*，并从日文翻译而来。*