飞马座51(51 Pegasi)是位于飞马座的一颗类太阳恒星,距离地球约50光年。1995年,瑞士天文学家米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹通过径向速度法在该恒星周围发现首颗环绕类太阳恒星的系外行星飞马座51b,这一发现开创了人类探测系外行星的新纪元,两位学者因此获得2019年诺贝尔物理学奖。该恒星的物理参数与太阳相近,质量比太阳大11%,体积大23%,其行星系统的发现颠覆了传统行星形成理论,推动了轨道迁移机制等新假说的发展。
发现历程
1995年10月,瑞士日内瓦大学天文学家米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹使用法国上普罗旺斯天文台1.93米望远镜,通过高精度视向速度技术首次检测到飞马座51的光谱周期性偏移。观测数据显示该恒星的径向速度存在4.2天的周期性变化,推断其受到质量约为木星一半的行星引力影响。此项发现于1995年11月正式公布,成为首个被科学界广泛确认的系外行星系统。
此次观测突破当时技术极限,能检测到恒星每秒10米的速度变化。传统行星理论认为巨行星应在远离恒星的低温区域形成,而飞马座51b极近的轨道距离(0.05天文单位)直接挑战了这一理论框架。
物理特性
飞马座51属于G型主序星晚期阶段,质量约为1.11倍太阳质量,半径较太阳大23%。其有效温度与太阳相近(约5793K),但年龄估计为61亿年,较太阳更为年老。恒星表面金属丰度[Fe/H]为+0.20,高于太阳的金属含量。
2023年,该恒星系统距离地球的精确测量值为47.9光年,与早期估算的50光年基本吻合。恒星视星等为5.49,在北半球秋季夜空中可通过小型望远镜观测。
行星系统
。行星表面因极端接近恒星而温度超过1000K,大气层因热膨胀呈现异常高反射率。
2025年欧洲南方天文台通过HARPS光谱仪首次在可见光波段直接观测到该行星大气中的钠、钙离子吸收线,验证了非凌日法研究系外行星大气成分的技术可行性。行星轨道面与恒星赤道面的夹角偏差为9.7度,为研究行星迁移机制提供了关键数据。
科学影响
飞马座51系统的发现直接推动了系外行星探测技术的革新。通过径向速度法和凌日法发现的系外行星已超过5000颗。
。后续研究证实,银河系中类似飞马座51的系统约占恒星总数的1%,而传统类太阳系构型仅占不到10%。
观测技术发展
发现初期使用的CORAVEL光谱仪精度达15米/秒,而现代仪器如HARPS已将精度提升至1米/秒级别。2025年实施的'可见光直接光谱法'突破传统技术限制,无需行星凌日即可分析大气成分。
该恒星系统被列为欧洲南方天文台'系外行星大气特征研究计划'的首要目标,未来将通过甚大望远镜(VLT)的CRIRES+设备进行更高分辨率的光谱分析。美国NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜也将其纳入观测计划,重点研究行星大气逃逸机制。
行星
1995年10月6日,瑞士的天文学家Michel Mayor和Didier Queloz宣布发现一颗
太阳系外行星环绕飞马座51运行。这颗行星是在法国的上普罗旺斯天文台被发现的。
飞马座51b是首颗被发现环绕
主序星的
行星质量天体。它的轨道十分接近主恒星,温度大约在1200℃左右,其质量是木星的一半。在它被发现时,由于这种近距离接近主恒星的行星不符合行星形成理论引发了对
行星迁移的讨论。然而,有几个热木星的公转轨道相对于主恒星轴是倾斜的。