天倉五

自行是恆星橫越天球的總運動量，是通過比較更遙遠的背景天體位置確定出來的。雖然天倉五每年的移動量只有2弧秒以下，它被認為是一顆有着高自行的恆星，需要數千年的時間，位置的移動才會超一度，高自行是距離靠近太陽的一個證據。鄰近的恆星比遙遠的背景恆星可以更快速的在天球上橫越而過，也是研究視差的良好候選者。在天倉五的案例中，經由視差測量得到的距離是11.9光年，使他成為鄰近太陽的近距離恆星表中的一員，是繼南門二A之後最靠近的G-型恆星。

徑向速度是一顆恆星接近或遠離太陽的運動，與自行不同的是恆星的徑向速度不能直接觀察到，而必須透過觀察恆星的光譜來測量。由於多普勒位移，如果恆星遠離觀測者而去，光譜中的吸收譜線會向紅色方向偏移（或是往更長波長的方向），反之接近的會向藍色方向偏移（或是往更短波長的方向）。在天倉五的例子中，徑向速度大約是−17 公里/秒，負值表示他是朝向太陽運動。 ^[1] 

天倉五的距離，與它的自行和徑向速度結合在一起，可以計算這顆恆星通過空間的運動，相對於太陽的空間速度大約是37 公里/秒。這個結果可以用來計算天倉五穿越銀河的軌道路徑，它的平均銀心距離是9.7千秒差距（32,000光年），軌道離心率則是0.22。 ^[2] 

天倉五這個系統應該只有一顆伴星，有一顆可能受到重力束縛的黯淡伴星被觀測到，但是與主星的距離遠達10弧秒。沒有天體位置測量或逕向速度的攝動被曾經被偵測到，因此認為沒有足夠大的伴星，像是“熱木星”的天體在鄰近的軌道上運行，任何可能存在繞着天倉五運行的氣體巨星，距離都會比木星要遠。

有關於天倉五的已知物理特性都來自分光鏡的測量。通過光譜和恆星演化模型的比較，能夠估計天倉五的年齡、質量、半徑和發光度。不過，透過天文干涉儀，相當準確的行星半徑量度可以直接做到。天文干涉儀展開一條長基線所丈量的角度遠較傳統天文望遠鏡所能解析的為小。透過這種手段，天倉五的半徑被假設為太陽半徑的81.6 ± 1.3%，因此預期它的質量會比太陽略低一些；更早的干涉儀測量建議半徑為太陽的77.3 ± 0.4%，但是精確度較低。

天倉五(1張)

天倉五的自轉週期是依據傳統的H和K吸收線，標誌着被電離的鈣或是鈣II線的變化測定的，這組譜線的變化與表面的磁性活動緊密的結合在一起，所以對行星來説要完成恆星全自轉的量度需要對幾個活動域測量其週期變化的時間。由這種方法估計的天倉五自轉週期約為34天。由於多普勒效應，恆星自轉的速率會導致吸收譜線的變寬（來自遠離觀測者那一側的光線波長將增長，朝向觀測者接近這一側的光波長將縮短），所以分析譜線的寬度可以估計出恆星自轉的速度。這顯示出天倉五的自轉速度為：

此處v_eq是在赤道上的速度，i是自轉軸相對於觀測者的傾角。對一顆典型的G8型恆星，自轉速度大約是2.5 公里/秒。測量到的自轉速度非常低，顯示天倉五的自轉軸幾乎是朝向位於地球上的觀測者。 ^[3] 

天倉五的光度大約只有太陽光度（Solar Luminosity）的55%， ^[4]  一顆類地行星需要在0.7天文單位（AU，地球到太陽的平均距離）的軌道上繞行，才能得到如同地球所獲得的太陽照度，這要比金星還要更接近太陽一些。

天倉五的色球層－ 恆星正位於輻射光線的光球層上的大氣層 －目前呈現很少或沒有磁場的活動，顯示這是顆穩定的恆星。一項為期9年的温度研究，米粒組織和色球層沒有明顯的系統性變化，環繞着鈣II的H和K線紅外譜帶顯示可能有，但相對於太陽是微弱的11年循環。對此另一種説法是：天倉五正處於類似蒙德極小期的低活動階段 － 歷史上的一個短週期，與歐洲的小冰期結合，當時太陽表面的黑子變得非常罕見。天倉五的譜線輪廓非常狹窄，顯示被觀察到的自轉和擾動都非常低。

恆星的化學成分能夠提供重要的演化歷史，包括他的形成和年齡。組成星際物質的主要成分是塵埃和氣體，而從中形成的恆星主要成分是氫和氦，以及微量的重元素。當鄰近的恆星持續的演化和死亡，因此年輕恆星的重元素含量會傾向比老年的恆星為多。這些重元素都被天文學家視為金屬，並且將其含量稱為金屬量。恆星中的金屬量主要是依據鐵（Fe）元素含量的比率，很容易從氫當中分辨出來的重元素，並以對數與太陽的鐵丰度作比較。在天倉五的案例裏，大氣中的金屬量大約是：

或大約是太陽丰度的三分之一，以前的測量值在-0.13 to -0.60之間變動着。 ^[5] 

低的鐵丰度顯示天倉五是比太陽更早誕生的恆星：估計他的年齡在100億歲，相較於太陽的45.7億歲，100億歲的年齡代表着經歷可見宇宙的大部份時期。但是電腦模擬的年齡，依據選用的模型不同，在44億至120億年之間。

除了自轉之外，恆星譜線致寬的因素還有來自於恆星壓力的擴大（參見譜線）。出現在附近的微粒會影響到單一微粒發散的輻射，所以譜線的寬度與恆星表面的壓力有關，而這又受到温度和表面重力的影響。利用這樣的技術測量天倉五的表面重力，得到的是log g，或恆星表面重力的對數值，大約是4.4—，非常接近太陽的log g = 4.44。 ^[5] 

在2004年，一組英國由珍·格里維斯（Jane Greaves）領導的天文學家測量圍繞在周圍低温的塵埃和小天體之間發生的碰撞，發現天倉五有總數十倍於太陽系彗星和小行星的材料。這是透過量度小天體間碰撞產生、環繞天倉五的冰冷塵埃基盤而決定。這樣的結果可能在複雜的生命系統上投入了抑制器，因為所有行星遭受大撞擊事件的頻率十倍於地球。格里維斯在她研究時注意到：“任何一顆行星都可能持續經歷消滅恐龍的小行星撞擊事件”，像木星這種尺度的氣體行星足以使彗星和小行星偏向。 ^[6] 

岩屑盤的發現是透過測量系統在遠紅外線光譜部分的輻射總量偵測出來的。它以行星為中心形成對稱的形狀，並且外徑平均55天文單位。在靠近天倉五附近，缺乏紅外線而比較温暖的盤面部份在半徑10天文單位處；相較之下，太陽系的柯伊伯帶出現在30-50天文單位處。要長時間的維護，環中的塵土必須有更大的天體經由經常的碰撞來補充。出現在距離天倉五35–天文單位的巨大盤面已經位在適居帶的外面，在這個距離上，塵埃帶也許類似於在太陽系的海王星軌道外的柯伊伯帶。

天倉五顯示恆星即使到了老年也不需要丟掉巨大的塵埃盤，而且像太陽這樣的恆星有盤面是很平常的。天倉五的環帶密度只有鄰近的天苑四的廿分之一。相對在太陽系附近的缺乏岩屑也許是異常的情況：一位研究小組的成員認為，太陽在歷史的早期可能緊鄰的經過另一顆恆星，導致大量的彗星和小行星被剝離而失去。恆星與大岩屑盤修改了天文學家對行星形成的考慮，塵埃是由連續的碰撞造成的，並且很自然的形成行星。 ^[7] 

由於天倉五與太陽相似，而它亦可能擁有行星和孕育生命，於是便成了吸引人們研究這顆恆星的主要原因。霍爾（Hall）和洛克伍德（Lockwood）的報告中指出“所謂的‘類似太陽的星球（solarlike star）’‘太陽相似體（solar analog）’和‘太陽雙生子（solar twin）’是逐漸限制的敍述。”天倉五適合做為第二顆太陽，因為它的質量近似而且穩定，只是相對缺乏金屬，這種相似性引領了通俗文化參考數十年，並列入科學測驗。

天倉五是少數幾顆以徑向速度搜尋行星的目標，但失敗而未能發現可歸諸於行星的任何週期性變化。目前能達到的精確度是時間間隔在五年，速度在11米/秒的變化。這樣的結果排除了熱木行星存在的可能，並排除了週期短於15年，質量下限等於或大於木星的行星存在的可能性。換言之，以哈勃空間望遠鏡的廣域和行星照相機在1999年對鄰近恆星完成的觀察，包括對天倉五的闇弱伴星的搜尋，以該望遠鏡分辨能力的極限依然是什麼都沒發現。

這樣的搜尋只排除了較大的褐矮星和比大行星略小的行星，像地球這樣軌道的行星並未被排除。存在於內側軌道上的“熱木星”會對適居帶造成破壞，將其排除對類地行星的存在有正面的意義。一般性的研究顯示系外行星的出現和高金屬量的母恆星之間有正相關性，使像天倉五這種低金屬量恆星擁有行星的機率減少了。一個厚實的岩屑盤存在的證據，即使認為會增高被轟擊的機率，依然使一顆或多顆岩石行星環繞恆星的可能性增高了。如果行星被發現，隨後的研究是使用解析力夠高的望遠鏡尋找水、大氣和温度適合的適居性。就像氧氣是地球上有生命的正面顯示，原始生命也不太可能在大氣顯示是無機狀態下存在的。

迄今最樂觀的搜尋項目是由天文學家法蘭克·德雷克執行的奧茲瑪計劃（Project Ozma），是後來產生搜尋地外文明計劃（SETI）的“尋找外星高智生命”計劃，該計劃向經過篩選的恆星目標發送出人為的無線電訊號，他選擇了天倉五和天苑四做為最初的目標，兩者都是鄰近太陽系，且物理性質相似的恆星。在持續200小時的觀測，均未發現人為的訊號 。隨後對這個恆星系的無線電搜尋結果也是負面的。

這些負面的結果並未挫敗對天倉五系統生物搜尋的興趣。在2002年，天文學家瑪格麗特·杜布爾（Margaret Turnbull）和吉爾·塔特（Jill Tarter）在鳳凰計劃項目的贊助下，發展出另一個SETI的努力成果：適居恆星表（HabCat）。表中列出了17,000個理論上適合居住的恆星系統，大約有10%是原先的樣本。第二年，杜布爾從在鄰近太陽100光年內的5,000顆恆星中精選出30顆最有希望的，天倉五就包含在其中，作為亞倫望遠鏡陣列以無線電搜尋的基礎依據。她也選擇天倉五最為類地行星發現者望遠鏡系統最精簡搜尋名單中五個的名冊之一，並評論説：“如果上帝將我們投入至另一個星球，那會是我想居住的地方。”

北京時間2012年 ^[8]  12月21日消息，據國外媒體報道，天文學家們近日觀察到在鯨魚座τ星(中國稱“天倉五”)周圍似乎存在多達5顆系外行星。這顆恆星非常特別，它是距離太陽系距離最近的單顆恆星，並且其温度和光度條件都和太陽相接近。如果這些行星確實存在，那麼其中有一顆行星的位置幾乎恰好位於合適的距離上，從而使其地表得以保持適宜的温度，允許液態海洋的存在，甚至有可能存在生命。不過先不要急着興奮，科學家們表示這項發現目前還需要進一步的證實。

鯨魚座τ星距離地球僅有12光年，比距離太陽系最近的恆星半人馬座α僅遠了大約3倍。這顆恆星和太陽之間在諸多方面都極其相似，以至於在上世紀60年代美國著名天文學家弗蘭克·德雷克開展首次對地外文明可能存在的無線電信號監聽行動時便挑選了鯨魚座τ星作為其首顆監聽目標。和宇宙中大部分恆星所呈現的那種暗淡，相對低温和小質量的情形相比，鯨魚座τ星和太陽一樣，是一顆明亮的G型主序星。除此之外，和半人馬座α不同，後者擁有一顆G光譜型合星甚至還擁有行星。相比之下，鯨魚座τ星是一個單顆的恆星，其周遭沒有伴星，因此也沒有其它恆星的引力攝動作用會導致其周遭可能存在的行星被彈射出去。

英國赫特福德大學天文學家米克·托米(Mikko Tuomi)和他的同事們分析了鯨魚座τ星6000多條觀測數據，這些數據來自智利，澳大利亞和夏威夷境內的望遠鏡。根據研究組即將遞交給《天文學和天體物理學》雜誌的論文，科學家們認為鯨魚座τ星所顯示出的空間晃動可能是由於其周圍存在5顆行星，這些行星的引力擾動導致了這顆恆星的運動發生輕微變化。根據估算，這些行星的質量大多介於地球質量的2~7倍之間。

如果這種推測正確，那麼這5顆行星的位置應該都十分靠近恆星，其距離都小於火星到太陽的距離；然而，由於鯨魚座τ星的光度僅有太陽的大約45%，因此在相同的距離上，圍繞鯨魚座τ星運行的行星要比圍繞太陽的行星接受到的光熱就要少得多。圍繞鯨魚座τ星運行的最內側三顆行星的公轉週期分別僅有14天，35天以及94天。這三顆行星中位置最外側的一顆(編號d)，它的軌道距離也幾乎和水星到太陽那麼近。

自內向外的第四顆行星編號是e，正是這顆行星引起了天文學家們的廣泛關注，它被認為運行於宜居帶範圍內，其温度環境可能使其具備支持生命生存的條件，儘管這顆行星的重力值是地球的4倍。如果你在那裏生活，你會看到頭頂上是一顆黃色的太陽，而一年的長度卻只有168天。這是因為e星到鯨魚座τ星的距離比金星到太陽的距離還要小一些。而最外側，也就是第五顆行星編號為f，其公轉週期約為640天，其運行軌道距離比火星到太陽的距離稍稍近一些。

然而托米小組的科學家們同時也警告稱，來自恆星自身的震動也有可能造成這種探測到的信號，而並不一定是由於行星的引力作用造成。薩拉·賽格爾(Sara Seager)是一位來自美國麻省理工學院的天文學家，她本身並未參與此項研究，不過她對此評論説：“他們確實在這方面做了很多工作。天文學界對於從如此大的背景噪音中識別出來的信號通常會感到難以接受。”

而格里高利·拉弗林(Gregory Laughlin)，一位美國加州大學聖克魯茲分校的天文學家則表示：“他們正在挑戰極限。這些行星中很有可能會有一些可能會被證明其實是不存在的，甚至也有可能這裏根本就沒有任何行星。但是考慮到數據的質量，我認為他們已經做到了最好。”有一個令人沮喪的現實，那就是那些和地球質量接近的小質量系外行星非常難以探測。拉弗林説：“我們必須在多年之中積攢無數的徑向速度測量數據，然後你就必須非常非常小心地對這些數據進行處理，正如在這篇論文中所做的那樣，去小心地踢出那些系統誤差效應。”

研究組成員克里斯·蒂尼(Chris Tinney)是一位來自澳大利亞悉尼新南威爾士大學的天文學家，他也贊同這樣的評價。他説：“這確實是一個非常有趣的，有關可能存在一個行星系統的線索。”但是他也補充認為要想確認這一發現可能還將花費10年以上的時間，而天文學界並不打算等待那麼久。他説：“我們認為現在要去做的事情就是讓研究組儘快發表他們的結果，然後就把文章讓大家看到，然後看看有沒有其他人能夠獨立地去證實或否定它。”

如果這些行星果真存在，那麼它們圍繞運行的那顆恆星的年齡幾乎是太陽的兩倍老，因此圍繞其運行的行星體應當已經經歷了足夠長的時間去進化出遠比我們人類更加高級的生命形式。這樣的推測可能也就解釋了為何沒有來自鯨魚座τ星的智慧文明聯繫我們——又有誰會在乎跟一隻螞蟻交流呢？

2012年12月19日，有報告指出觀測資料顯示有五顆行星存在於天倉五週圍的證據。這些行星的質量被認為在地球的2到6倍之間，軌道週期14到640日。 ^[9]  其中一顆行星鯨魚座τe（HD 10700e）和天倉五的距離大約是日地距離的一半。因為天倉五的體積和光度都低於太陽，該行星可能位於天倉五的適居帶內。波多黎各大學阿雷西博分校的行星適居性實驗室（Planetary Habitability Laboratory）的計算則認為最外側的鯨魚座τf可能也在天倉五的適居帶內。