04.06 最適宜居住的星球Trappist-1,倍受科學家爭議的水世界

TRAPPIST-1是距離地球僅有不到40光年的一顆暗淡的紅矮星,2016年發現了3顆行星,2017年2月又發現4顆。它的7顆行星分別被編號為TRAPPIST-1b,c,d, e, f, g 和h。其中有三顆(e, f,和g)被認為存在於TRAPPIST-1周圍的宜居帶內,所謂宜居帶就是距離適中,因而溫度較為適宜,可能允許水以液態形式存在於行星表面的範圍。

最適宜居住的星球Trappist-1,倍受科學家爭議的水世界

NASA去年2月透過克卜勒望遠鏡發現Trappist-1行星系

這7顆行星都是通過“凌星法”發現的,也就是通過對行星從面前經過時,遮蔽一部分恆星的光,造成後者亮度出現極為輕微的下降的現象。高精度探測器能夠檢測出這種亮度變化,從而推算出行星的存在,並且可以通過數據計算出這些行星的直徑大小。

另外,通過仔細觀察這些行星相互之間的引力作用,導致它們各自在經過恆星面前時產生的凌星行為出現的極為輕微的變化,天文學家們大致估算出了這些行星的質量。

一項新報道,對環繞trappi1 -1的系外行星的大小、質量和組成進行了粗略的估計——表明七個世界中的四個實際上都被水浸溼了。其中兩種物質的水含量超過50%,而另外兩種水的含量則不到15%(而地球的含水量還不到0.1%)。更重要的是:多項證據表明,在整個宇宙中,水世界可能是豐富的。

最適宜居住的星球Trappist-1,倍受科學家爭議的水世界

Trappist-1行星系構造和太陽系相似

研究人員認為,Trappist-1行星能夠與母星相互作用蟬聲潮汐力,當天體受到潮汐力影響而自轉,內部摩擦力就會使星體旋轉的動能化成內能,讓地表溫度升高,保有液態水,但也不會過熱造成溫室現象。

擁有如此豐富的液態水資源聽起來是個很不錯的消息,但也是倍受爭議的地方。以Trappist-1F行星為例,亞利桑那州立大學的一名外地質學家和他的同事們認為這裡的液態水向下延伸了大約200公里——大約是地球的馬裡亞納海溝的20倍。大量的水將會在海洋底部形成一個巨大的冰層,這將使海洋從陸地上封閉起來,並有效地關閉地球化學循環,而地球化學循環在地球的可居住性中起著至關重要的作用。

最適宜居住的星球Trappist-1,倍受科學家爭議的水世界

藝術想象圖:TRAPPIST-1中的水世界

而來自芝加哥大學的埃德溫·凱特和賓夕法尼亞州立大學的埃裡克·福特認為,二氧化碳可以在海洋和大氣之間來回轉換。在這裡,巨大的海洋實際上是有益的,因為它提供了一個巨大的蓄水池來容納過量的二氧化碳。事實上,他們的模型顯示,10 - 25%的水世界可以有可居住的表面溫度,持續時間超過10億年,足以讓簡單的生物體產生,並有可能演變成複雜的生命。

但是Trappist-1行星上充斥著太多的水,給生命帶來了其他的障礙。Tasker表示,冰層使生物更難從岩石中吸收磷(DNA的主幹)等營養物質,這可能會阻礙生命出現。而有些科學家卻不這麼認為,kite表示營養物質可能來自諸如小行星撞擊之類的意外來源。利瓦伊認為生命甚至可以在水裡形成聚集在冰蓋上。

最適宜居住的星球Trappist-1,倍受科學家爭議的水世界

Trappist-1是目前為止,最有可能發現適合人類居住環境小行星的行星系

Kite表示,我們以地球為標準類比的方法尋找適合的星球是不恰當的,宇宙會有很多擁有生命的星球不可能完全跟地球一模一樣,得以基礎的物理和化學層面上分析生命的形成。拉米雷斯說:“我認為只要把所有的事情都用地球的慣性考慮會很危險的事,你可能會錯過其他的可能性。”


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