巧合?類太陽系被發現!有八顆行星,七顆和地球大小質量一樣

天空之城 2022/07/22 檢舉 我要評論

系外行星到底有多少?誰也不知道這個答案,不過可以肯定的是,隨著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的全面運行,我們開始在遙遠的太空中發現新的系外行星只是時間問題。比如人類最近發現的一個新的恒星系統——特拉普斯特-1(Trappist-1)。

特拉普斯特-1的恒星是一顆表面溫度僅為2500攝氏度的超冷紅矮星,在恒星里算很低的了,而我們的太陽的溫度高達5800攝氏度。即使說到大小,它的質量也只有太陽的9%。這個恒星系統距離地球約40光年,所以人類目前無法到達,當然,人類也缺乏實現這一目標的技術。

在特拉普斯特-1系統中,科學家發現圍繞該恒星運行的3顆系外行星,是智利的一個天文台發現的。此外,圍繞該恒星運行的三顆行星分別被命名為Trappist-1b、Trappist-1c和Trappist-1d。經過數月對該系統的研究,天文學家得出結論,1b和1c沒有氣體大氣,這意味著它們是巖石世界,類似于地球。在未來,一旦我們實現了星際旅行,這兩顆行星就可以成為候選行星。

最關鍵的是,科學家們認為,它們缺少令人窒息的氫氦包層,這會增加宜居性的機會。不僅如此,科學家又發現了四顆圍繞該恒星運行的行星。這很有趣,因為我們的太陽系有8顆行星圍繞著太陽旋轉。但是,除了這種相似性之外,這兩個恒星系統沒有其他相似之處,彼此看起來非常不同。

這是因為,圍繞特拉普斯特1號運行的所有七顆行星都與地球大小相同。此外,其中一些位于宜居區。這個區域離恒星足夠近,同時也足夠遠,在那里行星可以很容易地維持液態水,這很重要,因為液態水恰好是生命的關鍵成分。所有這些行星的發現都是歸功于美國宇航局的斯皮策望遠鏡和其他地面天文台。

當斯皮策號任務仍在進行科學研究時,它對該系統進行了1000多個小時的觀察。甚至開普勒望遠鏡也參與了該系統的研究。但是,令人遺憾的是,這兩項任務現在都已退役。所以現在,姆斯·韋伯太空望遠鏡將繼續他們的研究,并為我們提供更有價值的信息。據信,這七顆行星中的每一顆都將由韋伯研究。

前面我們提到過,特拉普派-1星系中的行星與我們太陽系中的行星不同。首先,所有Trappist行星的軌道都非常接近其恒星。事實上,它們距離如此之近,如果我們把它們的軌道結合起來,它們和水星的軌道差不多。例如,Trappist-1b只需1.5天就可以繞其恒星運行,但其大小和質量與地球相同。不止如此而已,所有的Trappist-1行星看起來都是巖石性質的,都和地球差不多,包括質量,大小,這難道是巧合嗎?

很遺憾的是,即便如此,它們也不一定適合居住。有些太熱,有些太冷。雖然通過將直接觀測與計算機生成的模型相結合,科學家們認為它們的密度與我們星球的密度相似。但同樣,我們無法判斷它們是貧瘠和灰色的,像月亮一樣,還是潮濕和綠色的,像地球一樣。

密度雖然是行星組成的重要線索,但并沒有告訴我們任何關于其宜居性的信息。它們不僅都是巖石行星,而且其中一些顯然也有液態水。盡管如此,目前尚不清楚這種水是否會像地球上的水一樣以液態存在。正是這些相似之處使得Trappist-1系統成為科學家研究的重要星系之一,因為它與我們的恒星系統實在太相似了!

如果運氣好,興許它還可能幫助我們回答有史以來最科學和哲學的問題:我們是孤獨的嗎?我們知道太陽系中的每一顆行星都扮演著非常重要的角色,而外面有很多行星與我們的行星非常不同。這就提出了一個問題,我們的太陽系是如何形成的?或許詹姆斯·韋伯太空望遠鏡很快就會回答這些問題,因為它已經向全世界發布了第一批系外圖像。

據韋伯團隊稱,JWST將用其生命周期的四分之一研究系外行星,其中8.2%的時間將用于觀察特拉普斯特-1系統。JWST觀測的一個主要主題是大氣偵察,以查看特拉普斯特-1行星周圍是否存在大氣。科學家已經嘗試使用哈勃太空望遠鏡探測大氣,但未能找到任何固體。綜上所述,JWST被設計用來探測哈勃望遠鏡永遠無法探測到的東西!如果在TRAPPIST-1行星周圍發現大氣層,這將對系外行星的研究極為重要。

一些科學家假設,該系統的恒星耀斑可能已經破壞了巖石行星的大氣層,因為這些行星離其主恒星非常近,太近的話很容易引起潮汐鎖定。潮汐鎖定是一種影響近地行星并使行星的一個半球始終面向恒星的引力機制,可能會顯著改變這些大氣的特征。

根據海洋、板塊構造甚至生命的存在,地質和生物過程可以使碳、氮和氧在巖石行星的大氣層中循環,從而產生各種成分。但為了研究這些問題,必須首先找到一種樣本。而這套恒星系統或許將成為解開系外宜居可能的關鍵!

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