TRAPPIST - 1是一個恆星系統，含有至少七個可能是由巖石組成的行星。其相關的背景故事，參見我的其他相關文章。
圖1 TRAPPIST – 1和太陽系內行星體積，質量，受恆星輻射強度的比較（wiki）
康奈爾大學行星學博士拉姆士拉米雷茲和麗薩柯廷安領導的研究人員發表了一篇論文，該文可能會顯著改變TRAPPIST-1宜居帶的計算方程，並將其大幅度拓展到比目前認為的更遠的區域。這提供了一種可能，即星系中的另一顆行星，TRAPPIST-1h，可能擁有液態水和潛在生命所需的條件。
圖2 本圖是黑暗夜空下肉眼可見的寶瓶座恆星星圖。紅圈內是極為暗淡且極低溫的紅矮星TRAPPIST-1的位置。雖然該恆星距離太陽相對較近，但因為光度極低，小型望遠鏡不可見。（ESO/IAU and Sky & Telescope）
TRAPPIST-1h是該星系中已知的距離最遠的行星。其關鍵的因素在於氫氣。如果一顆行星的大氣中存在氫氣，那麼該星系的宜居帶就會擴張。這是因為氫氣是一種間接的溫室氣體，也就是說，任何存在甲烷等溫室氣體的行星，在一般情況下，如果氫氣也存在，那麼溫度升高的持續時間將會更長，因為氫氣的化學性質有助於使這些氣體存在更長時間。但是，氫也很難保持。
它是一種很輕的氣體，通常會洩漏到太空中，而不是停留在較小的巖石行星的大氣層中。但是改變這一切的是火山。如果像TRAPPIST-1h這樣的行星上有噴發氫氣的火山，它們產生氫氣的速度比行星失去氫氣的速度更快，那麼就可能達到適合液態水的溫度。事實上，當你把氫氣的可能性應用到一般恆星的宜居帶時，研究人員發現它可以使恆星宜居帶的大小增加60%。這種效應很有趣，因為它似乎適用於所有的巖態行星。
圖3 TRAPPIST – 1和太陽系的比較，其七顆行星都在水星的軌道範圍內（wiki）
一個像火星那麼大的小行星，可能會有一個富含氫的地幔。這將給像那樣的行星上的火山提供大量的氫氣和富氫分子。但是像「超級地球」這樣的大行星一般都沒有足夠的氫氣。然而，像那樣的更大的星球可能會有更強的磁場，以及更強的引力，這有助於留住氫。
其他會影響富氫宜居帶的因素，包括地球上存在的板塊構造，月球的存在等，最終這種影響不屬於地質時間尺度，地球大氣被認為曾經有大量的氫氣,但現在只有微量。我們的火山也不能再補充它了，但Trappist-1可以。地球很古老，大約有45億歲。但Trappist-1是一個年輕的系統，但至少也有5億年的歷史。問題在於，在一個行星上是否有足夠的時間產生生命?事實證明，或許可以。
圖4在熱液噴口中發現了地球上最古老的生命形式的證據（wiki）
在加拿大哈德遜灣東岸附近的一個曾經是熱液噴口的地方發現了化石，這似乎把地球上生命起源的時間往前推了。之前對生命起源的估計是在30到35億年前。但是，這些被認為是原始微生物的微觀遺骸的化石似乎更老一些，大約在37.7億年到42.8億年之間。這個化石的發現仍然是相當有爭議的，地球上非常古老的巖石是罕見的，因為我們的星球地質活動非常活躍和表面經常更新。但這些巖石樣本與存在的生命，在化學上是一致的，而且似乎非常古老。
而且，這並不是最近發現的唯一一種疊層石。最近對於格陵蘭島錐狀化石結構的研究表明，這種結構與一種被稱為疊層石的微生物產物相一致。這些結構的年齡估計約為37.7億年。關於這兩個發現特別有趣的是，如果它們被證實，那將意味著地球上的生命不僅比我們想像的要古老，而且也比我們想像的更加豐富多彩。其原因是，格陵蘭島巖石中的結構可能是光合細菌的產物，或者是一種從太陽獲取能量的細菌。
但是來自加拿大的巖石是由一種化學合成細菌產生的，或者是一種通過化學反應獲得能量的細菌。只有更多的研究才能弄清楚這些化石是否真的那麼古老，但如果真的如此，這些發現有兩個含義。首先，這使得地球上的生命出現時，火星處於溫暖和溼潤的時期。火星上的隕石能給地球帶來生命嗎?這是有可能的，而且我們也可以發現火星在這個時期也有各種各樣的微生物。但第二個含義是，如果地球上的生命是那麼古老，可能在地球形成後幾億年後就出現，那麼這就意味著在合適的星球上的微生物生命可以很快出現，而且可以在一些非常惡劣的條件下出現。
圖5 在37億年前的巖石中，疊層石結構化石的錐形峰（Allen Nutman）
地球在這個時期不是一個好地方，它在38億到40億年前已經遭受了重轟炸。在那些日子裡，彗星和小行星經常撞擊地球，如果有生命出現，那就意味著生命頑強得可笑。但話又說回來，似乎我們在地球上的任何地方，即使在最嚴酷的條件下，也就是只有在理論上才可能存在生命的地方，我們仍然能找到微生物。如果這是大多數宜居星球的情況，那麼Trappist-1行星理論上可能已經有微生物生命了。這意味著產生生命的有機化學是相對直接和容易進行的。
圖6 於德州奧斯汀展出的太空望遠鏡等比例模型
如果是這樣，宇宙中可能有大量的微生物。甚至我們自己的太陽系也可能是這樣，金星、火星、木衛二、土衛二、土衛六和冥王星都至少在理論上有微生物活動的可能，而在像木衛二這樣的衛星上，微生物活動可能更多。但我們能從遠處辨別出這是真的嗎?對於像木衛二這樣冰殼下有液態海洋的星球來說，這並不容易。說來也奇怪，但對於像Trappist-1行星這樣的遙遠星球來說，可能實際上會更容易一些，並且氫氣也會對此有幫助。
富氫的大氣傾向於延伸到比我們現在的大氣層還要遠。這使他們更容易通過儀器觀測和研究，如使用即將到來和備受期待的詹姆斯韋伯太空望遠鏡。如果我們開始看到一些奇怪的氣體，比如大量的氧氣或甲烷，這些氣體與單純的地質過程所產生的不同，那麼我們就進入了生命的領域。
圖7普通地面天文望遠鏡、哈勃超深空與詹姆斯·韋伯太空望遠鏡成像距離對比(紅字：紅移值，白字：光與宇宙大爆炸的時間差)
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Episodes
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