這顆系外行星適宜移民居住？

【博科園-科學科普（存眷“博科園”看更多）】在2017年2月，全宿世界都震動了，天文學家操縱智利的特拉普千里鏡和斯皮策太空千里鏡的數據確定了TRAPPIST-1系統中7個巖態系外行星的系統。似乎這對太陽系外行星的快樂喜愛者們來說還不敷鼓舞人心，但還表白七顆行星中有三顆環繞著恒星四周的宜居帶(又稱“宜居帶”)軌道運行“適居帶”)。自那時以來，該系同一直是年夜量研究和后續研究的重點，以確定其任何行星是否適宜棲身。這些研究的素質是關于行星概況是否有液態水的問題。

可是按照美國天文學家小組的一項新研究，特拉普斯行星現實上可能有太多的水來維持生命。這項研究題為“從富含水分的物質中揣度出的TRAPPIST-1行星的標的目的內遷徙”，比來頒發在《天然天文學》雜志上。這項研究的負責人是開曼·t·恩特伯恩(Cayman T. Unterborn)，他是地球和太空摸索學院(SESE)的地質學家，包羅史蒂文·j·德施(Steven J. Desch)、亞歷桑德羅·洛倫佐(Alejandro Lorenzo)(也來自SESE)和娜塔莉·r·辛克爾(Natalie R. Hinkel)——來自納什維爾范德比爾特年夜學(Vanderbilt University)的天體物理學家。

已經進行了多項研究，以確定是否有任何一顆trappi -1行星適宜棲身。固然有些人強調行星無法留住年夜氣層太久因為它們環繞著的是一顆紅矮星，其研究已經發現證據表白該系統life-swapping富含水。研究小組利用了先前的數據進行研究，試圖對TRAPPIST-1行星的質量和直徑進行限制，以計較它們的密度。這此中的年夜部門來自于一個名為Hypatia Catalog的數據集(由進獻作者Hinkel開辟)，它未來自150多個文學來歷的數據歸并在一路，以確定恒星在我們太陽四周的恒星品貌。

操縱這些數據，研究團隊構建了年夜量的輻射當作分模子，以確定每一個trappi -1行星的揮發性物質。TRAPPIST-1行星凡是是巖態狀物體的光，顯示出高含量的揮發性元素(如水)。在近似的低密度宿世界中，揮發性當作分凡是被認為是年夜氣氣體的形式。但正如在比來的一篇SESE新聞文章中所詮釋的，TRAPPIST-1行星是另一件事：[T]他TRAPPIST-1行星的質量太小，不足以容納足夠的氣體來填補密度的不足。即使可以或許節制住氣體，填補密度赤字所需要的量也會使地球變得比我們所看到的要多。

一些行星環繞著超冷的紅矮星TRAPPIST-1運行。圖片版權：ESO

是以Unterborn和他的同事們決議，這個行星系統中的低密度當作分必需是水。為了確定那邊有幾多水，研究小組利用了一種被稱為ExoPlex的怪異的軟件包。該軟件利用最進步前輩的礦物物理計較器，使團隊可以或許連系所有關于TRAPPIST-1系統的可用信息，而不僅僅是單個行星的質量和半徑。發現熟行星(b和c)是“干燥的”——質量低于15%的水——而外行星(f和g)的水質量跨越50%。比擬之下地球只有0.02%的水，這意味著這些星球的體積半斤八兩于數百個地球巨細的海洋。

從底子上說這就意味著，這些trappi -1行星可能有太多的水來維持生命。在行星上擁有液態水是一種起頭生命的體例，因為我們在地球上所知道的生命，本家兒如果由水組成的，并需要它保存。然而一個有水的宿世界，或者沒有任何水面之上的行星，沒有主要的地球化學或元素周期，這是生命絕對需要的。這些發現對那些相信m型恒星最有可能在銀河系中擁有可棲身行星的人來說并不是個好兆頭。紅矮星不僅是宇宙中最常見的恒星類型，在銀河系中僅占75%的恒星，與太陽系相對較近的一些恒星也被發現有一顆或更多的巖石行星環繞它們運行。

除了TRAPPIST-1之外，這些行星包羅在LHS 1140和GJ 625四周發現的超等地球，在Gliese 667四周發現的三顆巖石行星，以及Proxima b——太陽系最接近的外行星。此外在2012年ESO的La Silla天文臺利用HARPS攝譜儀進行的一項調查顯示，銀河系中可能存在數十億顆環繞紅矮星宜居帶運行的巖石行星。不幸的是這些最新的發現表白，TRAPPIST-1系統的行星對生命是晦氣的。更主要的是，他們可能沒有足夠的生命來發生可以在他們的年夜氣中不雅察到的生物特征。

這是基于如許一個事實：那些富含冰的trappi -1行星離它們的恒星的“冰線”要遠比那些干燥的行星要近得多。在任何一個太陽系里，在這條線上的行星都將變得更不不變，因為它們的水會蒸發，或者固結當作海洋概況(若是有足夠的年夜氣層的話)。在這條線之外，水將以冰的形式存在，而且可以被接收形當作行星。從闡發中，研究小組確定TRAPPIST-1行星必然是在冰線之外形當作的，并標的目的它們的本家兒恒星遷徙，以假設它們此刻的軌道。然而因為m型(紅矮星)的恒星在第一次形當作后是最亮的，跟著時候的推移逐漸變暗，冰線也會標的目的內移動。正如合著者Steven Desch詮釋的那樣：行星遷徙到何種水平將取決于它們是何時形當作的。

行星形當作的越早，離恒星越遠，就形當作了這么多的冰。按照巖石行星形當作所需的時候，研究小組估量行星最初的距離應該是此刻的兩倍。固然有其他跡象表白這個系統中的行星隨時候遷徙，但這項研究是第一個量化遷徙并利用合當作數據來顯示它的。這項研究并不是第一個表白環繞紅矮星運行的行星現實上可能是“水宿世界”，這意味著在其概況上有年夜陸的巖石行星是相對罕有的。

與此同時研究表白，這些行星很可能很難連結住它們的年夜氣層，然而在能更好地不雅察這些行星之前——這是可能的，跟著下一代儀器的擺設(如詹姆斯·韋伯太空千里鏡)——將被迫成立我們不知道的工具的理論根本。經由過程慢慢地領會這些和其他系外行星，應該尋找太陽系以外的生命的能力將被晉升。

常識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：SESE,Nature Astronomy

作者：Matt Williams

內容：經“博科園”鑒定合適今本家兒流科學

來自：Universe Today

編譯：中子星

審校：博科園

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