首頁>科學>

在距離地球約2.6萬光年的銀河系存在著一個詭祕的行星系統,神祕的地方在於,這個系統裡的每一顆行星都會在彼此的天空中出現,在其中任何一顆行星上,都能看到其它6顆血紅色的行星高高掛在天空裡,這個讓天文學家感到震驚的地外行星系統就是“Trappist-1”行星系。

“Trappist-1”行星系統

這個行星系統是由智利的“Trappist望遠鏡”,中文名凌日行星和星子小型望遠鏡。該望遠鏡通過“凌日法”首次確定“Trappist-1”系統為一個潛在的多行星系統。後來,歐洲南方天文臺的超大望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡不僅證實了該望遠鏡的發現,而且還真的發現了7個行星。

觀測時長達245小時。根據近紅外的測光觀測資料,天文學家發現了11次明顯的掩食訊號,表示有天體從矮恆星前方通過,使觀測亮度降低。基於後續的地面望遠鏡觀測和斯皮策空間望遠鏡,他們意識到其中9次訊號很可能由離矮行星最近的兩顆行星b和c造成,公轉週期分別是1.51天和2.42天;而另2次訊號雖然有可能是b和c造成,但更可能是第三顆行星d造成,軌道週期不太確定,可能在4.5天和72.8天之間。

圖解:“凌日法”發現“Trappist-1”行星系統。當行星經過其恆星前方時,會使恆星的亮度輕微減弱,從而使天文學家發現他們的存在。

發現的,“Trappist-1”行星系統距離地球約40光年(235萬億英里),位於“寶瓶座”。這也是第一次發現包含7個地球大小行星的行星系統,這是已知擁有類地行星最多的行星系統。其中有3顆行星是位於母恆星的宜居帶中,有1顆岩石結構的行星上可能還存在大量液態水,這7顆類地行星圍繞母恆星(“Trappist-1”)運轉。

母恆星“Trappist-1”是一顆超低溫紅矮星,它的品質只有太陽的8%,半徑只有太陽的11%(約7.5萬公里),體積比木星稍大,光譜型別:M8V,表面溫度2300℃,根據探測表明它的年齡至少5億年。

“Trappist-1”行星被潮汐鎖定

所有七顆行星都離它們的恆星很近,而且七顆恆星彼此之間的距離也很近,這表明它們可能被潮汐鎖定,即行星的一側永遠都朝向“Trappist-1”,而另一側總是背向恆星。

圍繞母恆星的7顆行星的執行軌道,都遠小於太陽系中水星的執行軌道。

根據距離“Trappist-1”的遠近,這7顆行星分別被稱為從b到h。b和c距離主星最近,因此可能最熱;e、f和g處在宜居帶範圍內,溫度適宜,表面可能存在液態水。但科學家也表示,它們表面是否存在液態水,取決於多項因素,目前只能說可能,而不能確定。

7顆類地行星

“Trappist-1 b”

距離母恆星最近的“Trappist-1 b”圍繞母恆星執行的公轉週期只有1.51個地球日,也就是說圍繞母恆星旋轉一圈只需要1.5天,它的品質與地球非常接近,品質的5%是水但體積略比地球大一些。“Trappist-1 b”擁有比金星還濃厚的大氣層,大氣中富含二氧化碳和水蒸氣,其表面溫度在477℃-1230℃之間,這溫度比金星的高多了,這種溫度足已為熔化金屬“金”和“銅”(金熔點:1062℃、銅熔點1083℃)。

“Trappist-1 c”

“Trappist-1 c”是這個星系系統中品質最大的行星,它的品質是地球的1.16倍,半徑是地球的1.1倍,圍繞母恆星執行的公轉週期只有2.42個地球日,受母恆星的Sunny能量輻射是地球的2.1倍,“Trappist-1 c”卻擁有和金星一樣的濃厚大氣層,“Trappist-1 c”比“Trappist-1 b”的大氣略薄一點。

“Trappist-1 d”

“Trappist-1 d”的品質是地球的0.297倍,密度是地球的61.6%,是整個行星系裡最小的行星,圍繞母恆星執行的公轉週期只有4.05個地球日,在該行星上所能見到的太陽比地球的大5.5倍,其表面溫度為-15℃。“Trappist-1 d”主要由岩石組成,其表面存在大量的液態水,科學家通過計算表明這顆行星的含水量是地球的250倍。“Trappist-1 d”是目前發現類地行星相似指數最高的系外行星之一,它的相似指數(ESI)為0.91,雖然它的體積小但是它受到的Sunny熱輻射量與地球相差無異。

“Trappist-1 e”

“Trappist-1 e”是這個星系系統中最不尋常的一顆,因為它是唯一具有純鐵岩石成分的行星,也是唯一一個密度大於地球的行星,這意味著它有著類似地球的成分和堅硬的岩石表面,實驗室的品質是地球的91%,半徑是地球的77.2%,密度是地球的102.4%,重力是地球的93%,地表溫度則是-48℃,這些資料表明這顆行星與地球非常相似,使它成為迄今為止發現的最適宜居住的系外行星之一。

“Trappist-1 e” 圍繞母恆星執行的公轉週期只有6.1個地球日,科學家推測它可能被潮汐鎖定,如果它擁有足夠濃厚的大氣層,並且能夠將熱能量傳送到背後對恆星的那一側,那麼它將擁有一片很大區域是適合人類居住的。

“Trappist-1 f”

Trappist-1 e” 圍繞母恆星執行的公轉週期只有9.21個地球日,它的半徑是地球的1.04倍,但是品質僅僅只有地球的2/3,它由20%的水組成,該行星上的水以氣態的形式存在,而且液態水只會存在於大氣層中並形成巨大的水雲和冰柱,因此,“Trappist-1 f”不可能是一顆類似地球的岩石行星。

“Trappist-1 g”

“Trappist-1 g”的品質和半徑都是地球的115%,它距離母恆星較遠,圍繞母恆星執行的公轉週期有12.36個地球日,而它受到的熱輻射能量只有地球的25%,這顆行星很可能被一層厚厚的冰層覆蓋,科學家通過對“Trappist-1 g”的研究,這顆行星可能存在一個充滿全球性的海洋,這片海洋和“土衛六”一樣被一層厚厚的冰層覆蓋著。

“Trappist-1 h”

“Trappist-1 h”是這個行星系統中最遠的行星,它圍繞母恆星執行的公轉週期有18.76個地球日,它的品質和半徑與火星十分接近,品質中的5%是厚厚的冰殼,原因是因為這顆行星吸收的熱能量輻射只有地球的13%,但是它含有氫氣的大氣層下藏有大量的液態水,這是由於潮汐作用加熱地下海洋導致火山活動和間歇泉的噴發而形成的。

結語

“Trappist-1”行星系統的7顆行星都被潮汐鎖定,也是意味著這些行星永遠只有一面面對其母恆星,這使得這些行星上的生命發展都更具挑戰性,被潮汐鎖定的行星會在晝半球和夜半球之間存在極大的溫差,而且還會產生環繞行星的極強颶風,因此,這類行星晝半球和夜半球之間的晨昏圈才是最適合生命生存的區域。

我們的太陽是一顆常見的G型恆星,也就是說它發出的光大都在白光和黃光之間,表面溫度為5000 - 6000開爾文,這是已知恆星溫度範圍的中間部分。而“Trappist-1”則是一顆過冷的M型矮星,這意味著它比我們的太陽小10倍。

這個較低的溫度意味著“Trappist-1”行星系統的宜居帶比我們太陽系的宜居帶要更接近恆星。宇宙中M型矮星的數量遠遠超過像我們太陽這樣的恆星,所以我們更有可能在M型矮星周圍發現新的宜居行星。

#青雲計劃##科學知多少#

  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 數千光年外,兩個世界的覆滅