TRAPPIST-1恒星系统,它究竟有多大潜力?又是否有生命存在?

本文是我持续报道特拉普斯特1号系外系统的一部分。据了解,这个恒星系统是至少7颗大小和地球差不多的行星的“港湾”,而且其中至少一颗行星上可能蕴藏着液态水。大量关于此恒星系统的新信息逐渐浮出水面,以至于我几乎跟不上科学报道如暴风雪般的快速更新。但是,这个系统周围的不确定因素始终没有改变。

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而且,还需要经历一定时间人们才能达成共识,弄明白这些未知的东西。有关特拉普斯特1号的主要不确定因素,其中包括第七大带外行星的作用和它与带内行星的联系,还有整个系统的轨道稳定性如何。这是因为在最初的观测中,有颗行星只被观测到从恒星面前经过了一次。但是,在发表的一篇论文中,洛迪高·鲁格尔和他的同事们报道了开普勒空间望远镜的进一步。

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图解:开普勒空间望远镜的电脑模型。图源:wikipedia

这些观测缩小了这颗行星的轨道范围,并表明被认为比火星大但比地球小的Trappist - 1h行星可能因为大气条件适宜而隐藏着液态水。那里的大气中可能混合着氢气、氮气和二氧化碳,因此可能适于居住。但就像这个系统中的大多数行星一样,这现在还只是一个猜测。

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影响它的一个重要因素是稳定性,而且这是一个不断变化的问题。没有稳定轨道的行星不利于生命的存在,尤其是当他们偶尔相互撞击时更是如此。因此,尽管目前还不知道这个系统到底有多稳定,但它似乎还在朝着更稳定的趋势发展。E.V.Quintana及其同事今天上午发表的一篇论文表明,第七颗行星的存在和特性实际上有助于根据模型来使系统更稳定。皮特·惠特利与其同事发表的论文揭示了另一个影响特拉普斯特行星可居住性的问题,它与下文描述中的所有论文都相互关联。

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图解:太阳与极低温红矮星TRAPPIST-1比较。后者直径只有太阳的11%,并且色泽远比太阳偏红。图源:wikipedia

他们认为特拉普斯特系统行星的轨道可能处于一种来自恒星的紫外线辐射极高的环境中。正如我们所知,紫外线并不利于生命的存在,还可能会对这些行星能有什么样的大气层施加一些限制。从K·维达和他的同事们发表的论文来看,另外还有一个问题,即特拉普斯特1号恒星上频繁地出现太阳耀斑。

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图解:TRAPPIST-1行星系统与太阳、木星以及其他太阳系天体体积比较。图源:wikipedia

这可能意味着这些行星的大气层(如果它们有大气层的话),就会因星体的活动而持续改变。这对生命十分不利。相反,另一个阻碍是特拉普斯特1号孕育生命的潜力,即这个恒星系统的年龄。然而,鲁格尔和同事们的论文从恒星本身向我们展示了这个系统实际上比最初想象的年龄要大得多,也就是30亿到80亿岁。

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图解:在2012年8月31日爆发的太阳耀斑,曾一直徘徊在太阳的大气层、日冕,有着长长的日珥/丝状体喷发至太空中。图源:wikipedia

这有利于使生命发挥潜力。我们的太阳大约46亿岁,这证明了可以有足够的时间来创造一个先进的文明。文明的发源并不是那么简单,而且目前还没有迹象表明特拉普斯特1号上有任何事物存在。无论如何,SETI科学实验计划还是值得一看的。借助艾伦望远镜阵列(ATA),塞斯·肖斯塔克和他的同事们搜寻到了从这个系统与其周围地带发出的无线电信号。但他们并没有其他发现。但这并没有完全否定生命的存在,事实上,也许也并不缺少良好的大气条件。这些行星的轨道离它们所环绕的恒星非常近,实际上它们环绕特拉普斯特1号的距离比水星环绕太阳的距离都要近。它们彼此间也相距很近。

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图解:TRAPPIST-1行星系与太阳系的比较;TRAPPIST-1的全部7个行星都在水星轨道之内。图源:wikipedia

常规来说,如果从这些行星上看其他行星运转,看到的星体比我们在地球实际所看到的夜空中的月亮还要大。这将产生潮汐热,或许木卫二上形成地下海洋也将成为可能。

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图解;木卫二背向行进方向的半球。右下角的白色区域为普维斯撞击坑,深色区域是木卫二水冰表面矿物含量较高的区域。图像颜色近似真色,于1996年9月7日由伽利略号拍摄。图源:wikipedia

这个系统所出众的另一点,是这些行星间相距如此之近,因此可以很好地支撑有生源说。也就是说如果一个行星上逐步形成了生命,它就会像种子一样,很容易被带到其他行星上,反之亦然。多种多样的生存环境才有利于生命长期存在。所以未来关于这些行星的研究将何去何从?随着即将建成完工的詹姆斯·韦伯空间望远镜和欧洲特大望远镜的出现,我们很快就将有能力比较细致地研究这些行星的大气层。

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图解:于德州奥斯汀展出的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)等比例模型。图源:wikipedia

正如奥马利-詹姆斯和卡尔坦格在论文中所指出的那样,科学家们想要寻找像臭氧那样的气体。如果真的能找到的话,紫外光方程就将发生很大变化,而且实际上,这将成为一个证明生命存在的强有力标志。至于它的名字的来源,最初开始研究这个恒星系统的团队主要来自比利时。

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图解:TRAPPIST望远镜于2010年拍摄的首张影像,本图是蜘蛛星云。图源:wikipedia

比利时因它的啤酒众多而闻名。而特拉普斯特或许就是其中最为著名的一种,这让一些人怀疑这个系统是否是以特拉普斯特啤酒命名的。实际上,严格来说不是这样。它是以智利拉西亚天文台的特拉普斯特望远镜命名的,尽管据说该团队已经为发现同名的啤酒而庆祝。但是别觉得失望,特拉普斯特望远镜本身就是用啤酒命名的。这充分展现了这个项目的比利时之源。有传言说,这些行星全都被该团队人员用各种各样的比利时啤酒起了不那么正式的昵称。

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

translate: 考拉Viola

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