葛利斯581

**葛利斯 581**（英語：Gliese 581）是一顆位於天秤座之 M2.5V 紅矮星，距離地球約 20.4 光年（193.9 兆千米），處於天秤座 β 星以北約 2 度。在所有已知的恆星系統中，該恆星是第 89 個最接近於太陽系的恆星。質量方面估計約為太陽的 1/3。

## 發現

這顆恆星備受注意的地方，在於人們於 2007 年 4 月發現了一顆處於適合生存區的小質量日外行星環繞恆星運行，這顆行星編號為「葛利斯 581c」。而根據 2009 年 4 月最新的觀測結果表明，其另一顆行星葛利斯 581d 同樣位於適居帶內，且根據其上的溫室效應推算，該行星可能擁有供生命存在的液態水。研究者認為該行星可能存在「深且巨大的海洋」。

2010 年 9 月 29 日，凱克天文台的天文學家又宣佈發現葛利斯 581f 與葛利斯 581g，兩者都以近似圓形軌道運行。581g 由於受到潮汐鎖定關係，永遠用同一面面對恆星，在日夜交界處（晨昏線）被推測可能擁有近似地球的溫度，極可能有液態水的存在。但在同年 10 月中旬舉行的行星系統天體物理學會議裡，瑞士日內瓦研究所的天文學家指出在葛利斯 581 的適居帶域內並未發現該星系第五顆行星的任何信號，意味著葛利斯 581f、葛利斯 581g 可能都不存在。加拿大英屬哥倫比亞大學的天文學家基於 HARPS 的觀測數據則認為葛利斯 581 最適宜存在 5 顆行星，它們環繞恆星運行的週期時間分別是 3、5、13、67 和 400 天，而公轉週期為 36 天的葛利斯 581g 並不存在。而根據美國高解析度蠅眼探測器（HiRes）研究顯示，葛利斯 581 擁有 6 顆行星的可能性誤差達到 99.9978%。 

## 恆星狀況

「葛利斯 581」一名是取自葛利斯近星星表，一個收錄了與地球的距離少於 25 秒差距的 915 顆恆星的星表。而「581」是其編號。這顆恆星的其他名稱包括 **BD-07° 4003**（波昂星圖，首個收錄葛利斯 581 的星表）和 **HO Librae**（變星命名法）。不像天狼星或南河三，這顆恆星並沒有一個獨立的名稱。

葛利斯 581 是一顆紅矮星，其恆星光譜奏分類為 M3V。這顆恆星距離地球 20.3 光年，並在夜空中位於天秤座內最亮的恆星氐宿四以北 2 度。其質量為太陽質量的 0.31 倍，而半徑則是太陽半徑的 0.29。這代表葛利斯 581 比太陽輕 69%，比太陽窄 71%。

作為一個 M 級紅矮星，葛利斯 581 的質量遠比太陽低，並因此在一個相對低很多的速度進行氫聚變。從這顆恆星的視星等和距離，天文學家估計其有效溫度為 3200 K，且亮度為太陽的 0.2%。這代表太陽比葛利斯 581 亮 500 倍。 然而，一顆紅矮星，如葛利斯 581，的輻射主要是近紅外線，其波長為 830 奈米，因此天文學家們可能低估了葛利斯 581 的亮度。透過修正數據，天文學家們得出這顆恆星的亮度為太陽的 1.3%。作為比較，太陽的有效溫度為 5778 K，而波長則為 530 奈米。因為其低表面溫度和體積，其適居帶也相比太陽較接近恆星。這代表行星需要比地球更接近恆星，才能接收相同的能量。其適居帶距離恆星的距離，約是太陽適居帶距離恆星距離的 10%，即比水星與太陽的距離還要近。

葛利斯 581 被歸類為變星中的天龍座 BY 型變星，並獲得「HO Librae」這一變星專有的名稱。這顆恆星被視為一顆變星，全因其星斑與自轉之間的關係有變異。然而，葛利斯 581 的恆星變異數據非常接近誤差範圍，因此葛利斯 581 有可能是一個長期性變星。其平均亮度為太陽亮度的 1%。葛利斯 581 亦會釋放 X 射線。

## 行星

葛利斯 581 共有六顆行星，其中四顆已被確認，兩顆未被確認。

* 葛利斯 581e：質量約是地球的 1.95 倍，公轉只需約 3.1 日，溫度極高，生命無法存活。
* 葛利斯 581b：質量約是地球的 16 倍，公轉只需約 5.4 日，但溫度太高，不適合維持生命。
* 葛利斯 581c：與地球相似，但公轉只需約 13 日。
* 葛利斯 581d：質量約是地球的 8~11 倍，公轉需約 67 日。可能擁有生命。
* 葛利斯 581g：未被確認，質量約是地球的 4 倍，公轉只需約 37 日，可能擁有生命。
* 葛利斯 581f：未被確認，質量約為地球的 7 倍大小，是一個巨大的類地行星或者類似於海王星，距離母星過遠而寒冷。

葛利斯 581 的黃道是以其塵埃盤定義的，且傾斜角度介乎於的 30◦至 70◦之間。

關於葛利斯 581 的行星數量，至今還沒有一個統一說法。在這些說法中，最少有三顆行星，最多有六顆行星。其中，葛利斯 581b 是一個與海王星大小相近的行星，於 2005 年 8 月被發現，是第五個被發現環繞紅矮星公轉的行星。這顆行星的質量下限為地球質量的 16 倍，與海王星的質量（17.147 地球質量）相近。但是，其軌道週期僅為 5.4 天，比海王星（165.17 年）短極多。因為其距離母恆星過近，因此是一顆熱海王星。

另一顆行星，葛利斯 581c，則是在 2007 年 4 月被發現。天文學家指出，如果葛利斯 581c 是一顆類地行星，那麼其半徑就是地球半徑的 1.5 倍，使之成為當時「體積最接近地球的系外行星」。

天文學家是無法直接測量其半徑的，因為它並沒有凌日。葛利斯 581c 的質量約為地球質量的 5 倍（海王星的 1/3），並且剛好位於母恆星適居帶的內緣。其平均黑體表面溫度估計介乎於 - 3 °C（假定為金星反照率）至 40 °C （假定為地球反照率），但若果其大氣與金星相若，那麼其表面溫度會上升至 500 °C。一些天文學家認為，葛利斯 581 行星系可能曾經歷行星遷移，且葛利斯 581c 很可能在凍結線外形成，且物理結構與木衛三相近。葛利斯 581c 的軌道週期為 13 天。

天文學家透觀恆星，發現了第三顆行星葛利斯 581d。葛利斯 581d 的質量約為地球質量的 7 倍，約為天王星的一半，且軌道週期為 66.8 天。其軌道剛好位於母恆星適居帶的外緣，令它成為一個可能存在系外碳基生命的行星。

天文學家於 2009 年 4 月 21 日宣佈他們發現了第四顆行星葛利斯 581e，且這顆行星於 2012 年 9 月被確認。這顆行星的質量下限大於地球 90%，使之成為當時「環繞主序星公轉的質量最低的系外行星」。其軌道週期為 3.15 天。

於 2012 年 11 月 27 日，歐洲航天局宣佈赫雪爾空間天文台發現葛利斯 581 擁有一個「位於 25 ± 12 AU 至超過 60 AU」之間的彗星帶。這個彗星帶所包含的彗星比太陽系所包含的彗星多「至少 10 倍」。彗星帶的存在顯示 0.75 AU 以外並不可能存在任何土星大小的氣體巨行星。但是，天文學家又發現了一個未被確認的行星，該行星的質量與海王星相近，且半長軸為 5 AU。

### 4 行星說法（2009 年）

天文學家們透過製作葛利斯 581 行星系的動態模擬，並假設它們的軌道是共面時，發現當行星的總質量高於估計質量下限 1.6–2 倍時，整個行星系就會變得不穩定。而且，天文學家們亦透過測量行星系模擬，得出行星 e、b、c 和 d 的質量上限為地球質量的 3.1 倍、30.4 倍、10.4 倍和 13.8 倍。這與測量灰塵盤黃道上限所得出的數據一致。

兩年後，高精度徑向速度行星搜索器收集了多一倍的數據，讓天文學家們能夠重新計算出行星的各種物理特徵。天文學家們最後得出行星 e 的軌道離心率較高，並同時降低了整個行星系的軌道傾角上限。

### 6 行星說法（2010 年）

於 2010 年 9 月 29 日，在凱克天文台工作的天文學家提出葛利斯 581 行星系還包含額外兩顆行星，葛利斯 581f 和葛利斯 581g。這些天文學家是透過結合高解析度階梯光柵光譜儀和高精度徑向速度行星搜索器所收集得來的數據計算出這兩顆行星的物理特徵。獲其中一位發現者稱為「Zarmina」的葛利斯 581g，其質量為地球質量的 3 至 4 倍，軌道週期為 37 天，並且剛好位於葛利斯 581 的適居帶內。儘管如此，g 很可能被潮汐鎖定，即其中一面永遠朝向恆星。

但是，6 行星說法的參數都是假定這些行星的軌道離心率為零。儘管如此，軌道離心率的變化對這些參數的影響不大。

在國際天文學聯合會第 276 次專題討論會中，天文學家指出行星 g 並沒有利用高精度徑向速度行星搜索器的數據進行搜索，而行星 f 和 g 均被太陽系外行星百科全書列為未確認行星。
在往後的三年裡，其他天文學家進行了外次針對行星 f 和 g 的研究，並發現 f 和 g 並不存在，但上述研究至今仍被部份天文學家質疑。

## 參考條目

* 葛利斯 581e
* 葛利斯 581b
* 葛利斯 581c
* 葛利斯 581d
* 葛利斯 581g
* 葛利斯 581f
* 克卜勒 11

## 參考資料