科學家表示,39光年處一個恆星系內7個類地行星或適宜居住

2020-12-06 寒武紀科學館

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2017年2月,美國宇航局宣布附近的一顆恆星(TRAPPIST-1)擁有不少於7顆巖質行星,科學界為此歡欣雀躍。

從那時起,天文學家就對這個星系進行各種後續觀察和研究,希望對這個系外恆星系有更多的了解,特別是試圖了解位於這顆恆星宜居帶的行星是否真的適合居住;行星表面是否存在足夠的水,以及是否存在的大氣層。

TRAPPIST-1恆星系

最近發表在《天體生物學》的一項研究對TRAPPIST-1恆星系的行星已觀察到的結果進行了概述。

TRAPPIST-1恆星系距離我們太陽系非常近,僅有39光年,主恆星TRAPPIST-1是一顆半徑極小的紅矮星,有七顆巖質行星,這些行星經常在它們的恆星前面凌日,所以TRAPPIST-1系統非常適合於宜居性研究。

行星凌日想像圖

一顆恆星周圍有七顆行星,這就意味著我們有很多機會看到它們在恆星前方凌日,而且它可能由適宜居住的系外行星組成。

已經進行的多項研究表明,對於一些TRAPPIST-1行星來說,水很可能構成了它們質量的很大一部分,也就是這些行星表面很可能存在水。

行星表面想像圖

然而對於TRAPPIST-1恆星系的行星大氣成分,科學家不是很肯定。

當恆星發出的光環繞行星並穿過行星大氣層時,天文學家能夠收集到行星的光譜,通過檢查這些光譜數據,便可以確定行星大氣層存在哪些化學元素,根據這種方法,研究人員分析了TRAPPIST-1恆星系的行星大氣成分。

TRAPPIST-1是一顆紅矮星,與其他類型的恆星相比,它質量低,溫度低,相對較暗,從它的行星獲得的透射光譜不太可能受到過境光源效應的影響,也就是不太可能受到恆星光源的汙染,這種條件下光譜檢測數據具有較強的可靠性。

為了評估TRAPPIST-1行星大氣層的可能性,研究人員對這個恆星系的行星採取過境觀測、密度測量、透射光譜分析、恆星輻射環境分析、行星形成和遷移分析等措施,並對行星軌道穩定性、氣候模型、以及考慮行星在太空中損失多少等進行三維氣候建模。

宜居xing'xing

應用這些技術和手段,研究人員得到一些令人興奮的結果。他們確定七顆該恆星系的行星不太可能有以氫氣為主的大氣層,很可能是由原子質量更高的元素組成,有些類似於地球的原始大氣,甚至有可能以二氧化碳、氧氣或水為主。那些有大氣層的行星很可能適合生命存在。除此之外。研究人員還檢測到雲層的覆蓋度,這不僅是水的跡象,而且能抵禦恆星輻射。

由於紅矮星容易爆發電磁輻射,有可能會對其行星的大氣層造成嚴重破壞。然而,只要繞紅矮星運行的系外行星它們有足夠的大氣和雲層覆蓋來應對輻射,這些行星仍然可以居住。

巖質行星

即便如此,研究人員也不能肯定地說TRAPPIST-1行星的大氣層中一定有所有的這些成分。要想知道這個恆星系的行星是否適合居住,還需要藉助更先進的望遠鏡的進一步觀測和檢驗。例如更先進的詹姆斯韋伯太空望遠鏡和近紅外地面檢測設備檢測TRAPPIST-1行星大氣層種二氧化碳、氧氣、甲烷等氣體的含量和比重,以此來確定這些行星是否有潛力居住。

巖質行星表面

宇宙往往給我們以驚喜,生命也時常存在於我們意想不到的環境之中,有了更強大的儀器,終有一天,人類會在地球之外的銀河系的角落裡找到生命的痕跡。

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