NASA 重大消息公布:40 光年外恆星周圍發現 7 顆類地行星

2020-11-27 IT之家

北京時間2月23日凌晨2點，美國宇航局在總部召開發布會，宣布在一顆近距離小質量恆星的周圍發現多達7顆大小與地球接近的系外行星，並且這幾顆行星相互之間的距離很近，基本都位於這顆恆星周圍的宜居帶範圍內，因此理論上都有可能存在大氣和海洋，從而讓人對其是否可能存在生命的可能性充滿遐想。這項發現表明，類似俄羅斯套碗一般擠在一起的小型巖石行星系統可能是相當普遍存在的，或許這將成為在銀河系中搜尋外星生命的最佳目的地。

▲美國宇航局宣布在一顆近距離小質量恆星的周圍發現多達7顆大小與地球接近的系外行星，並且這幾顆行星相互之間的距離很近，基本都位於這顆恆星周圍的宜居帶範圍內，因此理論上都有可能存在大氣和海洋

系外行星，英文Exoplanets，是指圍繞其他恆星（而不是太陽）運行的行星。利用各種方法，人類目前已經確認3449顆系外行星，另有4696顆疑似目標等待確認。在所有已經被確認的系外行星中，有348顆可能屬於擁有巖石表面的類地行星。

此次發現所涉及的恆星編號TRAPPIST-1，這是一顆距離地球大約40光年的小型恆星。在2016年5月，一個由比利時列日大學科學家米歇爾·格林（Michal Gillon）領銜的研究組宣布了他們的發現：這顆恆星周圍存在三顆距離很近，且很可能是巖石質地的行星，分別編號為TRAPPIST-1b，c和d。在可預見的未來，這一系統毫無疑問將被列入搜尋地外生命的最高優先級目的地之一，但這一系統的發現的意義還遠不止於此。

每一顆行星都是在其通過恆星前方時，由於遮擋恆星光芒，造成恆星亮度短暫性下降而被發現的。隨著該研究組不斷嚴密監視這一恆星，他們逐漸意識到三顆行星是無法解釋他們所觀測到的恆星亮度變化模式的。格林表示：「到了某個階段，我們發現我們沒辦法解釋這些光變效應了。」

新發現的行星

現在，利用美國宇航局斯皮策空間望遠鏡對該恆星進行了長達連續3周的觀測之後，格林的研究組終於揭開了謎團：TRAPPIST-1恆星的周圍並非只存在3顆行星，而是7顆！

距離恆星最近的兩顆系外行星，也就是TRAPPIST-1b和c沒有變化，但是它們的外側發生了巨大改變：編號從d一直到h，其中行星TRAPPIST-1h的軌道位於相當外側，因此公轉的周期也比較長，因此只被觀測了1次。所有這些行星都比火星要大，大約介於地球直徑的40%~1.4倍之間。作為整體來看，這些行星的密度可能低於地球的密度，或許和木星的冰凍衛星的密度相當。

另外，所有這些行星的軌道都比水星到太陽的軌道更近，因此其公轉周期都很短，介於一天到一個半星期之間。因為TRAPPIST-1相比太陽質量要小得多，也暗弱的多，因此在這樣的近距離上，這些行星反而能夠接受到比較適宜數量的光熱，從而允許液態水在其表面存在。

在此之前，科學家們構建的TRAPPIST-1周圍行星的氣候模型顯示，這些行星表面的水體很有可能在過去已經由於蒸發和恆星耀斑轟擊而全部喪失，從而使其不再具備適宜生命生存的條件。

但同樣的計算機模型顯示，此次新發現的e，f和g這三顆行星的情況可能要好得多，因此仍然有可能擁有原始的海洋。另外科學家們同樣認為在最內側，因此溫度也最高的三顆行星表面仍有可能存在小片的水體，而在最外側的幾顆行星上，也完全有可能存在冰雪消融而產生液態水體的情況。

舊金山州立大學的史蒂芬·凱恩（Stephen Kane）表示，這項發現對於地外生命搜尋的意義還不僅限於此。恆星TRAPPIST-1周圍的這一大批行星在很多方面都讓人想到木星的冰衛星們：它們擠在一起靠的很近，並且相互之間存在引力攝動效應。比如最內側的那顆行星每公轉8圈，第二顆行星正好公轉5圈，第三顆行星正好公轉3圈，而第四顆則公轉2圈，這是一種8：5：3：2的軌道共振關係。

這種緊密的引力鐘擺效應可能會更加有利於生命在這些不同星球上的擴散。凱恩表示：「我認為這種關係將極大地增加物質在這些星球之間發生交換的可能性。只要在一顆行星上出現生命物質，很快這些物質就會擴散到其他幾顆鄰近的行星上去。」

需要後續更多觀測

格林的團隊現在正計劃嘗試確定這些行星的質量大小。這將有助於他們判斷這一系統的成因，並評估該系統最內側的行星表面擁有火山的可能性，就像木星最內側的冰衛星——木衛一（Io）那樣。他們同時也在努力弄清楚恆星TRAPPIST-1的這種情況究竟是一種特例還是普遍情況，如果是後者，那就意味著這樣的情況在小質量恆星中是相當普遍的。格林表示：「那樣將會非常有趣。」

目前，正有另一個項目正嘗試在該系統內搜尋生命存在的跡象，並且已經取得了一些初步結果。利用哈勃空間望遠鏡，研究團隊已經在TRAPPIST-1b，c，d，e，f和g行星的周圍發現了模糊的大氣狀痕跡，而即將在2018年發射升空的新一代「詹姆斯·韋伯」空間望遠鏡將有能力對這些行星的大氣化學成分開展詳細分析和研究。

但是在目前階段，對於這幾顆行星，我們很多的猜想都還僅僅是猜想而已。科學家們認為，這些行星靠的如此之近，一旦一顆行星受到隕星撞擊，物質很容易在不同行星之間發生交換。但除此之外，美國麻省理工學院的科學家們也開玩笑的說，那上面要是有人，那麼在不同行星之間串門也會非常便捷。但是請記住，在更多的觀測數據獲取之前，很多事情都言之尚早

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