Epsilon Eridani是一个K2型
矮星,位于Eridanus
星座,距离
地球大约10.5光年,是已知拥有
行星的最近的
恒星之一,可能有两个行星。这个
星系是唯一一个既有精确的多普勒数据又有长基线
天体测量位置观测的系统,这两者结合可以得出行星的
轨道倾角和真实质量。
Epsilon Eridani的行星平均轨道半径是地球与
太阳距离(天文单位,AU)的3.39倍,大约是太阳到
木星距离的65%。这个行星绕恒星公转一周需要6.85年。通过恒星速度和位置测量的结合,科学家们估计这个行星的质量是木星的1.55倍,不确定性仅为15%。
行星的轨道倾角为30度,与一个尘埃环绕的
恒星盘的倾角相吻合。与木星不同,这个行星的轨道高度偏心,从离恒星5.8 AU(略远于木星与太阳的距离)到1.1 AU不等。
Epsilon Eridani本身是一颗亮度为第四等(亮度为3.73)的普通K型(K2)
矮星,相对较年轻,正在进行氢融合。它的温度为5080
开尔文,亮度为
太阳的34%,质量约为太阳的83%。尽管它的自转速度与太阳相似,但Epsilon Eridani比太阳年轻得多(大约8亿年,而太阳为46亿年),并且显示出相当多的类似太阳的活动。与许多已知有
行星的
恒星不同,Epsilon Eridani的金属含量并不高,实际上略低于太阳(大约80%的太阳金属含量)。这颗恒星因其是第一个被用来搜寻智慧生命发出的
无线电信号而闻名,
法兰克·德雷克在1960年用一个85英尺的射电望远镜对它和Tau Ceti进行了搜寻,但没有发现信号。现在,这颗恒星确实显示出有一个真实的行星,尽管它是一个类似
木星的
天体,无法支持生命。
详细资料
在2006年,虽然由于背景噪音而没有足够的证据说服所有的
行星猎人相信,但仍被怀疑有一颗行星环绕着这颗
恒星运转。如果真有这样的一颗行星,它的轨道周期应该是2502天,与恒星的平均距离为3.4天文单位(5亿5百万公里)。迄2008年,天苑四是距离
太阳最近的已知拥有行星的恒星。这颗恒星也有两条
小行星带,一条在大约3天文单位的距离上,另一条在20天文单位,并且可能是受到尚未能确认的第二颗行星摄动的物质。它看起来也有
柯伊伯带,有比太阳附近更多物质密集的在轨道上环绕着,证实了对这颗
恒星尚年轻的怀疑。
由于它是相对接近且与太阳相似的
恒星,所以天苑四经常出现在科幻作品中。与它最接近的邻居是距离5.22光年远的
鲁坦726-8(
鲸鱼座 UV和鲸鱼座 BL)。
性质
估计天苑四的质量是
太阳质量的85%,半径是太阳半径的84% ,但是亮度只有太阳的28%。它是继
半人马座α|半人马座 αB]之后第二接近的光谱类型K型星。相较于太阳,这颗恒星拥有的原子序大于氦的元素比较少,在它的
色球层中铁的含量只有太阳的74%。
天苑四色球层的
磁场活动比太阳活跃,在
光球层的9%深度的范围内发现的磁场强度是0.14 Tesla。整颗
恒星的磁场活动是不规则的,但它可能有5年的周期性变化。假设恒星的半径在这段时间内不会改变,则在活动程度上的变化相当于在温度上有15 K的改变,这相当于0.014
星等的变化。
磁场活动的转动振幅显示恒星赤道的自转周期是11.10 ± 0.03 天,或是略短于太阳自转周期的一半。恒星光度的变化是由于磁场的活动加上自转的因素,被分类为天龙座BY
变星。光度计的观测证实天苑四的表面也像太阳一样有微差转动,因此自转周期会随着纬度改变,从10.8天至12..3天变化著。这颗
恒星的
转轴倾角尚未确定,估计是在低的24°至高的72°之间。
高程度的
色球活动、强烈的
磁场和相较之下算是快速的自转,都显示这是一颗年轻的恒星。电脑模型给的估计年龄是7亿至8亿5千万年,但实际的年龄可能低至5亦或高达10亿年。但是,重元素的低丰度是一些老旧恒星的特征,这种异常的现象可能是
对流层输送了一些氦和重元素到星球外层的
光球层,产生了扩散过程造成的。
相对于
太阳,天苑四的外层大气看起来比太阳大和热,这是它的
恒星风比太阳强30倍造成大量质量损失造成的。恒星风在大约8,000 天文单位处形成星状球,并且在距离恒星1,600 天文单位处造成弓形震波。以
地球到这颗恒星的距离估计,星状球的视角大约有42弧分,比我们满月时的月球还要大。
天苑四空间速度的分量分别是U = −3, V = +7 and W = −20 公里/秒,在
银河系内以平均
银心距离8,800秒差距,离心率0.09的轨道上运转着。在过去的数百万年间,相信曾有三颗
恒星交近天苑四至2秒差距的距离内。最近一次大约是在12,500年前与
卡普坦星的遭遇,但这些遭遇都被认为对星周盘没有影响。天苑四大约在105,000年前最接近太阳,当时的距离大约只有7光年。
行星
由于天苑四是距离最接近我们
太阳的太阳型恒星,许多搜寻
行星的企图都被尝试过了。但是因恒星本身高度的活动性和变化,使得平常发现行星最有效的径向速度法很难奏效,恒星活动妨碍了行星的侦测。
已经证实有一个行星系统存在,并且确认其中的一颗行星。天苑四 b是类似
木星的行星,以2,500天的周期,在3.39天文单位的轨道上运行着。
天体测量和径向速度的数据表明他是在一个非常高离心率(离心率为0.7)轨道上运行的
太阳系外行星。但是这个轨道与出现在3天文单位的小行星带并不一致:如果离心率真的如此大,这颗行星将会穿越小行星带,并且很快的清空它。还可能有一颗低质量的
行星天苑四 c,在40天文单位的距离上,以低于0.3的离心率运行着。
RAND 协会在1964年的研究,史帝芬. R. 多尔的 适合人居住的
行星,在22光年的距离内列出了14颗最可能有适居行星的
恒星,而估计在天苑四周围的轨道出现适居行星的机率只有3.3%。天苑四的适居带展开在0.5至1.0天文单位之处,相当于
地球到太阳的距离上。而当这颗恒星的年龄达到200亿岁时,适居带会扩张至0.6至1.4天文单位。然而,在邻近适居带的附近有一颗高椭圆轨道的
大行星存在,会使适居带内有轨道稳定的
类地行星出现的机率降低。
在天苑四的外围有一颗
行星存在,会对附近有
彗星体的尘埃环造成摄动的效应,使得其中有些
天体会进入系统的内部,并且可能会掠过距离
恒星不到1天文单位的任何一颗行星的轨道。因此,一颗类地行星可能会遭遇到类似
地球在6亿年前经历的后期重轰炸时期的炮击状态。
因为天苑四有允许形成类地行星的性质,因此是被列在行星发现计划中的一个目标。虽然这个系统不是列在已经被取消的
类地行星发现者的主要候选者,但但它依然是
美国航空航天局太空干涉测量任务中作为搜寻
地球大
小行星的目标之一。
尘埃环
使用詹姆士·克拉克·玛克斯威望远镜的观测显示,在次微米波长的辐射延伸至距离
恒星半径35 角秒之处,辐射的尖峰出现在距离18角秒的地方,相当于距离恒星60天文单位的距离上,在30天文单位的距离上也有较低程度的辐射。这些辐射被解释为来自类似
太阳系的
柯伊伯带,这个带状与视线的方向大约有25度的倾斜角。
尘埃带不对称的结构也许可以解释为受到
行星摄动的影响,在尘埃带中的丛集可能与被怀疑的行星轨道有正数周期的
共振,举例来说,当行星运转三周时,尘埃带的丛集可能正好运行了2周的3:2共振。电脑的摹拟,圆环的型态可以让
轨道离心率0.3的行星在5:3和3:2的
轨道共振上捕获尘埃带的粒子。
尘埃带内包含的尘埃量大约是我们
太阳系附近尘埃的1,000倍,意味着可以比太阳系多形成1,000倍的
彗星体。估计尘埃的总量6倍于月球质量,这些尘埃可能是彗星体碰撞产生的,范围在10至30公里直径的总质量达到地球质量的5至9倍,这与
柯伊伯带估计有10被地球质量非常相似。
在距离
恒星35天文单位处的尘埃几乎是耗尽的空,这或许意味着这个系统已经有
行星形成,因此清空了这个区域的尘埃。这与目前被接受的内
太阳系的模型是一致的,因此可能有
类地行星环绕着这颗恒星。
在2008年10月27日,
美国航空航天局的
史匹哲太空望远镜的观测显示与揭露确实有两条
小行星带环绕着,并且其中有一条是系外黄道尘。有一条的位置与我们太阳系的相同;第二条,较密集的,与小行星带的群聚很类似,位于第一条和
彗星代的中间。小
行星带的出现暗示天苑四另外还有行星。