这颗系外行星适宜移民居住？

【博科园-科学科普（存眷“博科园”看更多）】在2017年2月，全宿世界都震动了，天文学家操纵智利的特拉普千里镜和斯皮策太空千里镜的数据确定了TRAPPIST-1系统中7个岩态系外行星的系统。似乎这对太阳系外行星的快乐喜爱者们来说还不敷鼓舞人心，但还表白七颗行星中有三颗环绕着恒星四周的宜居带(又称“宜居带”)轨道运行“适居带”)。自那时以来，该系同一直是年夜量研究和后续研究的重点，以确定其任何行星是否适宜栖身。这些研究的素质是关于行星概况是否有液态水的问题。

可是按照美国天文学家小组的一项新研究，特拉普斯行星现实上可能有太多的水来维持生命。这项研究题为“从富含水分的物质中揣度出的TRAPPIST-1行星的标的目的内迁徙”，比来颁发在《天然天文学》杂志上。这项研究的负责人是开曼·t·恩特伯恩(Cayman T. Unterborn)，他是地球和太空摸索学院(SESE)的地质学家，包罗史蒂文·j·德施(Steven J. Desch)、亚历桑德罗·洛伦佐(Alejandro Lorenzo)(也来自SESE)和娜塔莉·r·辛克尔(Natalie R. Hinkel)——来自纳什维尔范德比尔特年夜学(Vanderbilt University)的天体物理学家。

已经进行了多项研究，以确定是否有任何一颗trappi -1行星适宜栖身。固然有些人强调行星无法留住年夜气层太久因为它们环绕着的是一颗红矮星，其研究已经发现证据表白该系统life-swapping富含水。研究小组利用了先前的数据进行研究，试图对TRAPPIST-1行星的质量和直径进行限制，以计较它们的密度。这此中的年夜部门来自于一个名为Hypatia Catalog的数据集(由进献作者Hinkel开辟)，它未来自150多个文学来历的数据归并在一路，以确定恒星在我们太阳四周的恒星品貌。

操纵这些数据，研究团队构建了年夜量的辐射当作分模子，以确定每一个trappi -1行星的挥发性物质。TRAPPIST-1行星凡是是岩态状物体的光，显示出高含量的挥发性元素(如水)。在近似的低密度宿世界中，挥发性当作分凡是被认为是年夜气气体的形式。但正如在比来的一篇SESE新闻文章中所诠释的，TRAPPIST-1行星是另一件事：[T]他TRAPPIST-1行星的质量太小，不足以容纳足够的气体来填补密度的不足。即使可以或许节制住气体，填补密度赤字所需要的量也会使地球变得比我们所看到的要多。

一些行星环绕着超冷的红矮星TRAPPIST-1运行。图片版权：ESO

是以Unterborn和他的同事们决议，这个行星系统中的低密度当作分必需是水。为了确定那边有几多水，研究小组利用了一种被称为ExoPlex的怪异的软件包。该软件利用最进步前辈的矿物物理计较器，使团队可以或许连系所有关于TRAPPIST-1系统的可用信息，而不仅仅是单个行星的质量和半径。发现熟行星(b和c)是“干燥的”——质量低于15%的水——而外行星(f和g)的水质量跨越50%。比拟之下地球只有0.02%的水，这意味着这些星球的体积半斤八两于数百个地球巨细的海洋。

从底子上说这就意味着，这些trappi -1行星可能有太多的水来维持生命。在行星上拥有液态水是一种起头生命的体例，因为我们在地球上所知道的生命，本家儿如果由水组成的，并需要它保存。然而一个有水的宿世界，或者没有任何水面之上的行星，没有主要的地球化学或元素周期，这是生命绝对需要的。这些发现对那些相信m型恒星最有可能在银河系中拥有可栖身行星的人来说并不是个好兆头。红矮星不仅是宇宙中最常见的恒星类型，在银河系中仅占75%的恒星，与太阳系相对较近的一些恒星也被发现有一颗或更多的岩石行星环绕它们运行。

除了TRAPPIST-1之外，这些行星包罗在LHS 1140和GJ 625四周发现的超等地球，在Gliese 667四周发现的三颗岩石行星，以及Proxima b——太阳系最接近的外行星。此外在2012年ESO的La Silla天文台利用HARPS摄谱仪进行的一项调查显示，银河系中可能存在数十亿颗环绕红矮星宜居带运行的岩石行星。不幸的是这些最新的发现表白，TRAPPIST-1系统的行星对生命是晦气的。更主要的是，他们可能没有足够的生命来发生可以在他们的年夜气中不雅察到的生物特征。

这是基于如许一个事实：那些富含冰的trappi -1行星离它们的恒星的“冰线”要远比那些干燥的行星要近得多。在任何一个太阳系里，在这条线上的行星都将变得更不不变，因为它们的水会蒸发，或者固结当作海洋概况(若是有足够的年夜气层的话)。在这条线之外，水将以冰的形式存在，而且可以被接收形当作行星。从阐发中，研究小组确定TRAPPIST-1行星必然是在冰线之外形当作的，并标的目的它们的本家儿恒星迁徙，以假设它们此刻的轨道。然而因为m型(红矮星)的恒星在第一次形当作后是最亮的，跟着时候的推移逐渐变暗，冰线也会标的目的内移动。正如合著者Steven Desch诠释的那样：行星迁徙到何种水平将取决于它们是何时形当作的。

行星形当作的越早，离恒星越远，就形当作了这么多的冰。按照岩石行星形当作所需的时候，研究小组估量行星最初的距离应该是此刻的两倍。固然有其他迹象表白这个系统中的行星随时候迁徙，但这项研究是第一个量化迁徙并利用合当作数据来显示它的。这项研究并不是第一个表白环绕红矮星运行的行星现实上可能是“水宿世界”，这意味着在其概况上有年夜陆的岩石行星是相对罕有的。

与此同时研究表白，这些行星很可能很难连结住它们的年夜气层，然而在能更好地不雅察这些行星之前——这是可能的，跟着下一代仪器的摆设(如詹姆斯·韦伯太空千里镜)——将被迫成立我们不知道的工具的理论根本。经由过程慢慢地领会这些和其他系外行星，应该寻找太阳系以外的生命的能力将被晋升。

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参考：SESE,Nature Astronomy

作者：Matt Williams

内容：经“博科园”鉴定合适今本家儿流科学

来自：Universe Today

编译：中子星

审校：博科园

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