关于谁真正发现了第一颗系外行星的争论

如今，系外行星已屡见不鲜。极热的气态巨行星、岩石超地球以及拥有七颗行星的行星系统都吸引了科学家和公众的目光。因此，或许很难想象，就在 30 年前，每一次关于太阳系外世界的新发现都具有革命性，并遭到质疑。

在那个不确定的时代，一个巨大的天体在行星和恒星之间摇摆不定。发现该天体的天文学家们谨慎起见，将他们新发现的世界（命名为 HD 114762b）归类为一种晦涩的伪恒星。几年后，天文学家们发现了围绕另一颗名为 PSR 1257+12 的脉冲星运行的两颗行星，至此——不确定时代结束，第一批系外行星已被发现，注定载入史册。

但如果历史是错误的呢？虽然围绕脉冲星 PSR 1257+12 的两颗行星获得了所有荣誉，但真正的第一颗系外行星可能一直被埋没：新的数据和更好的仪器意味着天文学家们越来越怀疑他们当年对 HD 114762b 的判断是错误的。

哈佛大学资深天文学家、HD 114762b 的共同发现者大卫·莱瑟姆（David Latham）表示：“这是人们知识进步和观念改变的故事。” 这对他来说并非个人荣耀的问题。这仅仅是科学遗产的问题。

一个全新的世界

在 20 世纪 80 年代，天文学家们开始研究如何寻找围绕其他恒星运行的行星——前提是这样的世界确实存在。光学望远镜的限制使得在视觉上发现这样的世界几乎不可能；即使是今天的仪器也只能看到最大、最近的系外行星。

因此，研究人员采取了另一种方法：他们开始寻找这样一个世界可能对其母星产生的影响。一种流行的方法是寻找行星在其轨道上运行时可能对太阳产生的引力拉拽。找到一颗在原地摇摆的恒星，你可能就找到了附近的一颗系外行星。

这些搜寻并不容易。在早期搜寻的这些年里，一些初步的发现来来去去，每次宣布发现新世界时，后续观测都揭示了人为和仪器上的错误，导致发现被撤销。系外行星的说法越来越受到怀疑，天文学家们学会了在宣布新发现之前要谨慎行事。

在这种怀疑的环境中，莱瑟姆和他的行星搜寻同事、特拉维夫大学的 Tsevi Mazeh 开始了他们的观测，希望能找到一个标志性的摆动。然而，在莱瑟姆和 Mazeh 搜寻的过程中，他们注意到了一些异常之处。

与大多数天文学家一样，他们正在用一颗标准、恒定的恒星来校准他们的望远镜，这颗恒星是距离约 130 光年的 HD 114762。但在 1988 年 4 月 1 日，研究人员注意到这颗本应不变的天体可能存在变化。回顾七年的存档观测数据，并经由独立行星猎手、日内瓦大学的 Michel Mayor 确认，他们发现这种微小的偏移是一致的。HD 114762 的周围确实有*某物*在绕其运行。他们按照这类天体的标准命名规则，将这颗潜在的系外行星命名为：HD 114762b。

这个天体很快就显现出其奇异之处。最初的观测表明，HD 114762b 的“周期”（天文学家的说法）仅为 84 天。它还遵循着一个极其椭圆的轨道，比我们太阳系行星更圆的轨道要拉伸得多。这个世界离其主星也异常近，距离仅为地球到太阳平均距离的三分之一。而且它很大，质量远大于木星——尽管（事后证明这至关重要）该团队无法确定其精确质量。

莱瑟姆说：“它是一颗巨大的行星，周期与水星相当。” “在当时这听起来很疯狂。” 这一点，加上它与我们太阳系行星的明显差异，使得这样的世界显得非常奇异。

三位研究人员开始怀疑他们是否真的找到了行星。但它还能是什么呢？

三振出局

显而易见的另一个选择是恒星；毕竟，宇宙中充斥着双星系统。但 HD 114762b 看起来不像恒星——它太小了。恒星必须达到一定的尺寸，因为如果质量不够，它们就无法启动核聚变过程，而核聚变是所有恒星的动力来源。

然而，就在那个尺寸边界附近，存在着一种被称为褐矮星的天体。这些被称为“失败的恒星”的类恒星，质量是木星的 13 到 80 倍——对行星来说很大，但不足以成为一颗成熟的、由核聚变驱动的恒星。（例如，我们的太阳质量约为木星的一千倍。）

第一个真正的褐矮星候选者直到 1988 年底才被发现，就在团队苦苦挣扎于分类他们的发现时。如果 HD 114762b 太过奇异而不能是行星，也许它是一种奇特的半恒星？

这是一个合理的问题，所以团队的下一步很直接：找出 HD 114762b 的精确质量，然后检查它是否落在行星或褐矮星的范围内。但这说起来容易做起来难。在太空中没有天然的“北方”，所以行星可以以任何方向绕恒星运行。它可以面向我们，就像时钟的指针绕着中心转动，或者它可能看起来是侧向的。微小的摆动可能是一个微弱行星的结果，或者一个巨大的行星可能以一个不方便的角度绕行，使我们看不到它的拉拽。如果不清楚是哪种情况，恒星的摆动只能揭示关于轨道天体质量的信息。不幸的是，当时没有办法确定 HD 114762b 的轨道倾角。

该团队在 1989 年发表宣布该发现的《自然》杂志论文中写道：“确定该系统的轨道倾角显然非常重要，但测量值‘太小，在可预见的未来无法检测到’。” 受当时技术的限制，研究人员留下了这样一个天体，它很可能是一个褐矮星或一颗行星，而且据他们估算，其质量介于两者之间。

Mazeh 说：“团队成员之间就如何展示这项发现存在疑问。” “发生了巨大的争论。” 这种想法：A）一个如此巨大的世界，B）轨道如此近，C）非常不规则，引起了严重的怀疑——尤其是在过去发生过备受瞩目的系外行星撤回事件之后。最终，三人组决定将该世界归类为褐矮星而非行星，尽管论文中指出它可能两者皆是。

莱瑟姆说：“它有三个不利因素。” “三振出局。”

第二次成为第一的机会

但时代已经改变了。如今，我们已经发现了近 4000 颗系外行星，并且还在不断发现中，天文学家们不再认为近距离运行的气态巨行星是罕见的。而且事实证明，我们自己的太阳系本身也是一个特例，因为它的圆形轨道相当罕见。这消除了团队在将 HD 114762b 归类为系外行星时的三个不利因素中的两个，只剩下第三个：其不确定的（但对大多数行星而言太大了）质量。

欧洲空间局的盖亚天文台可以提供帮助。自 2013 年发射以来，这颗轨道航天器已经对超过 10 亿颗恒星的运动进行了极其精确的测量。它每六个月扫描一次整个天空，因此到今年任务结束时，它将对其中每颗恒星进行 70 到 80 次短暂的研究。

在其下一次数据发布中（定于 2021 年年中），盖亚应该会揭示恒星 HD 114762 的精确运动。这些知识最终将使研究人员能够测量 HD 114762b 的精确质量，并确定其真实性质。

莱瑟姆和他的团队对结果充满信心。许多天文学家已经根据该行星在原始论文中估计的质量和可能的形成情况，将其视为行星而非褐矮星。它甚至已经被列入 NASA 的官方系外行星目录，许多天文学家也非正式地将其命名为“莱瑟姆的行星”。

尽管科学界已经接受了这个真正的系外行星的说法，但他们仍然需要确凿的证据。毕竟，如果 HD 114762b 被证明是第一个被探测到的系外行星，它将取代脉冲星行星的头号地位——历史记录，以及我们的看法，都需要更新。

除此之外，莱瑟姆更希望获得盖亚的可靠测量数据。他和 Mazeh 期待在 2021 年解决这个问题，即使还需要更多的耐心。

莱瑟姆说：“我已经等了 [30 多] 年了。” “我还能再等几年。”

Nola Taylor Redd 是一位自由科学记者，专注于太空和天文学。请在 Twitter 上关注她：@NolaTRedd。此故事最初以印刷版形式刊登，题为“争夺第一颗系外行星”。