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美宇航局宣布重大消息:40光年外恒星周围发现7颗类地行星

2017-02-23 13:11:52举报


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美国宇航局在总部召开发布会,宣布在一颗近距离小质量恒星的周围发现多达7颗大小与地球接近的系外行星,并且这几颗行星相互之间的距离很近,基本都位于这颗恒星周围的宜居带范围内,因此理论上都有可能存在大气和海洋,从而让人对其是否可能存在生命的可能性充满遐想。这项发现表明,类似俄罗斯套娃一般挤在一起的小型岩石行星系统可能是相当普遍存在的,或许这将成为在银河系中搜寻外星生命的最佳目的地。

系外行星,英文Exoplanets,是指围绕其他恒星(而不是太阳)运行的行星。利用各种方法,人类目前已经确认3449颗系外行星,另有4696颗疑似目标等待确认。在所有已经被确认的系外行星中,有348颗可能属于拥有岩石表面的类地行星。


此次发现所涉及的恒星编号TRAPPIST-1,这是一颗距离地球大约40光年的小型恒星。在2016年5月,一个由比利时列日大学科学家米歇尔·格林(Michael Gillon)领衔的研究组宣布了他们的发现:这颗恒星周围存在三颗距离很近,且很可能是岩石质地的行星,分别编号为TRAPPIST-1b,c 和 d。在可预见的未来,这一系统毫无疑问将被列入搜寻地外生命的最高优先级目的地之一,但这一系统的发现的意义还远不止于此。

每一颗行星都是在其通过恒星前方时,由于遮挡恒星光芒,造成恒星亮度短暂性下降而被发现的。随着该研究组不断严密监视这一恒星,他们逐渐意识到三颗行星是无法解释他们所观测到的恒星亮度变化模式的。格林表示:“到了某个阶段,我们发现我们没办法解释这些光变效应了。”

新发现的行星

现在,利用美国宇航局斯皮策空间望远镜对该恒星进行了长达连续3周的观测之后,格林的研究组终于揭开了谜团:TRAPPIST-1 恒星的周围并非只存在3颗行星,而是7颗!


距离恒星最近的两颗系外行星,也就是TRAPPIST-1b 和 c没有变化,但是它们的外侧发生了巨大改变:编号从d一直到h,其中行星TRAPPIST-1h的轨道位于相当外侧,因此公转的周期也比较长,因此只被观测了1次。所有这些行星都比火星要大,大约介于地球直径的40%~1.4倍之间。作为整体来看,这些行星的密度可能低于地球的密度,或许和木星的冰冻卫星的密度相当。

另外,所有这些行星的轨道都比水星到太阳的轨道更近,因此其公转周期都很短,介于一天到一个半星期之间。因为TRAPPIST-1相比太阳质量要小得多,也暗弱的多,因此在这样的近距离上,这些行星反而能够接受到比较适宜数量的光热,从而允许液态水在其表面存在。

在此之前,科学家们构建的TRAPPIST-1周围行星的气候模型显示,这些行星表面的水体很有可能在过去已经由于蒸发和恒星耀斑轰击而全部丧失,从而使其不再具备适宜生命生存的条件。

但同样的计算机模型显示,此次新发现的e,f和g这三颗行星的情况可能要好得多,因此仍然有可能拥有原始的海洋。另外科学家们同样认为在最内侧,因此温度也最高的三颗行星表面仍有可能存在小片的水体,而在最外侧的几颗行星上,也完全有可能存在冰雪消融而产生液态水体的情况。


旧金山州立大学的史蒂芬·凯恩(Stephen Kane)表示,这项发现对于地外生命搜寻的意义还不仅限于此。恒星TRAPPIST-1周围的这一大批行星在很多方面都让人想到木星的冰卫星们:它们挤在一起靠的很近,并且相互之间存在引力摄动效应。比如最内侧的那颗行星每公转8圈,第二颗行星正好公转5圈,第三颗行星正好公转3圈,而第四颗则公转2圈,这是一种8:5:3:2的轨道共振关系。这种紧密的引力钟摆效应可能会更加有利于生命在这些不同星球上的扩散。凯恩表示:“我认为这种关系将极大地增加物质在这些星球之间发生交换的可能性。只要在一颗行星上出现生命物质,很快这些物质就会扩散到其他几颗邻近的行星上去。”

需要后续更多观测

格林的团队现在正计划尝试确定这些行星的质量大小。这将有助于他们判断这一系统的成因,并评估该系统最内侧的行星表面拥有火山的可能性,就像木星最内侧的冰卫星——木卫一(Io)那样。他们同时也在努力弄清楚恒星TRAPPIST-1的这种情况究竟是一种特例还是普遍情况,如果是后者,那就意味着这样的情况在小质量恒星中是相当普遍的。格林表示:“那样将会非常有趣。”

目前,正有另一个项目正尝试在该系统内搜寻生命存在的迹象,并且已经取得了一些初步结果。利用哈勃空间望远镜,研究团队已经在TRAPPIST-1b,c,d,e,f和g行星的周围发现了模糊的大气状痕迹,而即将在2018年发射升空的新一代“詹姆斯·韦伯”空间望远镜将有能力对这些行星的大气化学成分开展详细分析和研究。

但是在目前阶段,对于这几颗行星,我们很多的猜想都还仅仅是猜想而已。科学家们认为,这些行星靠的如此之近,一旦一颗行星受到陨星撞击,物质很容易在不同行星之间发生交换。但除此之外,美国麻省理工学院的科学家们也开玩笑的说,那上面要是有人,那么在不同行星之间串门也会非常便捷。但是请记住,在更多的观测数据获取之前,很多事情都言之尚早。(图文来源:新浪)