把望远镜对准南天,在孔雀座和天鹤座之间,有一片几乎没有亮星的天区,肉眼一眼扫过去,很容易就滑走了。它的名字叫印第安座。就在这片不起眼的地方,藏着一颗距离我们约11.8光年的橙色恒星——2019年,天文学家在它身边直接拍到了一颗行星的影像。
一片很难被记住的天区
印第安座出现在1603年出版的《测天图》里。编绘者拜耳把南天新观测到的空白区域填上十二个「新世界」的形象,印第安座是其中之一,代表美洲原住民。它没有希腊神话背景,也没有一颗能让人一眼认出的亮星。
整个星座约294平方度,在全天88个星座中排第49位——大约相当于1400个满月拼在一起那么大。最亮的α星视星等约3.1,在没有月亮的郊外,你得先知道往哪看才找得到;在城区,它基本被灯光吞掉。北半球大部分地区只能看到它低低地挂着,中国南方观测条件更好一些。
一颗离我们很近的橙色恒星
真正让天文学家惦记的,是印第安座ε(读作「伊普西龙」)。它是一颗橙矮星(比太阳小、比太阳冷的恒星),质量约为太阳的四分之三,表面温度约4600开尔文,比太阳低一千多度,所以发出偏橙的光。
11.8光年是什么概念?光从那里出发,要走11.8年才到地球。换成人类造出的最快探测器——以约每秒17公里飞行的旅行者1号——大约要21万年才能抵达。
它的视星等约4.7,在足够暗的夜空里肉眼可见。也就是说,你抬头看到的某个毫不起眼的小点,是离我们最近的恒星邻居之一,只是它太暗,多数人不会多看它一眼。
给另一颗太阳的行星拍张照
大多数系外行星是靠「凌星」发现的:行星从恒星前面经过,恒星亮度轻微下降。这办法灵敏,却拍不到照片。印第安座ε的行星不一样,它是被直接成像拍到的。
打个比方:这就像在黑夜里给一只绕着远处路灯飞的飞蛾拍照。路灯太亮,飞蛾太暗,必须先把路灯的光挡住。天文学家使用日冕仪(一种遮住恒星中心亮光的光学装置)配合红外波段观测,让行星自身的热辐射显现出来。
观测结果显示,这颗行星(ε Indi Ab)的质量约为木星的3倍,与恒星的距离约11.6个天文单位(1个天文单位是地球到太阳的平均距离),差不多落在太阳系土星轨道的位置上,绕一圈约需45年。换句话说,人类开始追踪它以来,它才走完轨道的一小段。
还有没算清的部分
直接成像能拍到位置和光谱,却很难精确定出质量。行星质量依赖对恒星质量和年龄的估计,而恒星年龄本身就是个难题。因此ε Indi Ab的质量目前仍有不确定性,不同研究给出的数值相差不小;它的轨道参数也需要更长时间的观测才能收敛——目前尚无定论。
这颗恒星还有两个褐矮星(质量介于行星与恒星之间、无法持续进行氢核聚变的天体)伴星,2003年被确认。一个恒星系统里同时出现褐矮星和巨行星,让它的形成历史变得复杂:它们是和恒星一起诞生的,还是后来被引力捕获的?这个问题还没有答案。
亮星之外,还有深空
如果把目光从近处移开,印第安座还朝着银河系之外。座内的NGC 7049是一个透镜状星系,距离约1亿光年;NGC 7090则是侧向面对我们的螺旋星系,能看到清晰的尘埃带。它们都不亮,需要口径不小的望远镜才能看到。
所以这片天区的「空」只是一种错觉:近处有11.8光年外的橙色恒星和它的行星,远处有上亿光年外的星系,它们都挤在同一小块天空里。
下次你在星图上滑过那片说不上名字的天区,不妨停一下。那里有一颗暗到容易被忽略的橙星,它的行星正用45年走完一圈——而我们刚刚学会给它拍照。如果有一天,人类真的向11.8光年外寄出一张明信片,第一句话会写什么?
延伸阅读
- 《诺顿星图手册》(Norton’s Star Atlas)——经典星图工具书,可对照查阅南天星座位置。
- 纪录片《宇宙时空之旅》(Cosmos: A Spacetime Odyssey)——讲解恒星与系外行星的观测方法。
- NASA 天文每日一图(apod.nasa.gov)——可检索NGC 7049等天体的真实影像与说明。