這個由7顆地球大小的行星組成的太陽系可能是尋找外星生命的最佳地點
在40光年外，有人發現7顆地球大小的行星，它們緊緊圍繞著一顆超冷的小恆星運轉。它是迄今為止在我們之外發現的最大的太陽系之一，在正在進行的外星生命搜尋中，它是一個特別誘人的發現。該系統中的六顆行星可能有合適的溫度使液態水存在於它們的錶面，天文學家相信他們能夠用未來的太空望遠鏡更深入地觀察這七個世界。
太陽系，今天在《自然》雜誌的一項研究中詳細介紹，並不是一個全新的發現。事實上，這個系統的發現是去年由同一位研究人員宣佈的。但當時，他們認為他們只在這顆恆星周圍發現了三顆行星，它們被命名為TRAPPIST-1。當研究人員用更精確的望遠鏡（包括美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡）仔細觀察這個系統時，他們在附近發現了更多的行星。
“我們得到了大量的新資料，我們從3到4到5顆行星進行了研究，”米查說ë比利時科學研究基金會的研究員、《自然研究》的主要作者l Gillon告訴《邊緣報》然後我們得到了斯皮策的資料，顯示實際上有七顆行星。”
由於這些行星的大小與地球大致相同，研究人員認為它們可能像我們自己的世界一樣多岩石。在恆星的宜居區內有三個軌道，那裡的溫度剛好可以讓行星錶面有整個海洋。鑒於液態水是地球上生命的重要組成部分，天文學家迫切希望在太陽系以外的其他星球上找到它。一顆系外行星上液態水的存在可能意味著那裡也有生命繁衍生息，因此這七顆行星現在成為尋找外星生命的首選行星。
天文學家說，他們很有可能得到一些答案，因為他們能夠更詳細地研究這些系外行星及其大氣層。在宇宙的巨集偉藍圖中，40光年是一個相對較短的距離，這使得用我們的望遠鏡觀測這個系統更容易一些。另外，窺視這些行星的大氣層沒有那麼困難，因為這些行星圍繞著一顆比我們的黃色太陽小得多、暗得多的恆星運轉。如果它們圍繞著一顆和我們一樣大的恆星執行，強烈的星光將使世界和它們的大氣層變得難以觀測。”當然，這是超級令人興奮的，但使這個系統如此特別的是，所有這七顆行星都適合詳細的大氣特徵，”吉隆說。
這就是為什麼被稱為紅矮星的超冷小恆星成為系外行星獵手的熱門目標；研究它們周圍的行星更容易。在過去的幾年裡，吉隆和他的團隊一直致力於利用智利拉希拉天文臺的特拉普斯特望遠鏡尋找紅矮星周圍的世界。不到幾年前，他們的搜尋結果讓他們找到了TRAPPIST-1，一顆比木星稍大的恆星。
他們透過觀察行星從恆星前面經過的過程發現了三個圍繞著TRAPPIST-1執行的星球，這一過程被稱為凌日。每當一顆行星在它的主恆星前執行時，它都會使恆星的光線變得微弱。這種變暗是難以置信的小，但有了合適的儀器，天文學家有時可以從地球上捕捉到這些微小的光變化。透過這個過程，天文學家可以利用變暗來計算經過的行星的大小、質量和軌道。
天文學家們決定繼續觀測這一系統，並用其他望遠鏡對這顆恆星及其行星進行了1000多個小時的觀測。新的資料幫助人們看到了其餘的行星，美國宇航局的斯皮策望遠鏡揭示了兩顆從地面望遠鏡上看不到的行星(望遠鏡在太空中的位置使它能夠繞過地球嘈雜的大氣層，收集更精確的資料。）後續觀測還顯示，科學家的一些原始發現被曲解了。研究小組發現的最初三顆行星中有一顆是多顆行星。
這些行星按字母順序從b到h命名，它們的軌道都比水星繞太陽的軌道更靠近TRAPPIST-1。距離最近的行星只需1.5個地球日就可以完成一個軌道，而距離最遠的行星則需要20天左右的時間來環繞恆星執行。正因為如此，他們都是超級緊密的一夥。當TRAPPIST-1f和TRAPPIST-1g最接近時，它們的距離是地球和月球距離的三倍。因此，如果你站在TRAPPIST-1f上，有時TRAPPIST-1g看起來會比天上的月亮大一倍。”劍橋大學卡夫利研究所的系外行星研究員、研究報告作者阿默裡·特裡奧告訴《邊緣》雜誌說：“你能在那裡看到另一個世界，這是很了不起的。”。
而一個美麗的巧合是，內六顆行星的軌道似乎有些同步——這種現象被稱為軌道共振。例如，當TRAPPIST-1g繞恆星完成四個軌道時，TRAPPIST-1f完成三個軌道，比例為4:3。這是一個有趣的特性，將有助於天文學家更好地瞭解這個系統是如何形成的。”它們都是同步的，它告訴我們它們是如何形成的這是關於過去陣型的線索，所以既漂亮又方便。”
但這個系統最大的吸引力在於它對宜居性的承諾。當然，這顆恆星離它的行星很近，這意味著這些星球接收到的輻射要比地球多得多。但是Triaud堅持認為TRAPPIST-1是一顆相當安靜的紅矮星，這意味著它不經常發出太陽耀斑。另外，其中六顆行星的錶面溫度可能在32到212華氏度之間，這可能使液態水得以存在；有些人的錶面可能有水，而最吸引人的三個元素e、f和g可能被水覆蓋。
為了弄清楚這一點，天文學家將嘗試探測每顆行星大氣層的組成部分。其中一種方法是觀察恆星的光線透過行星周圍迴圈的氣體時的情況。不同的氣體會以不同的方式過濾光線，讓天文學家很好地瞭解每個世界周圍都有哪些化合物。此外，天文學家還可以測量行星從恆星後面經過時系統亮度的下降。這是一個負測量，可以用來計算出每個行星發出的光，也可以用來推斷世界大氣層中的物質。
如果一顆系外行星的大氣層中有大量的H20，那麼下麵的錶面很可能有液態水。”如果我們看到大氣中的水蒸氣，我們會非常興奮，”麻省理工學院系外行星專家薩拉·西格告訴《邊緣報》我們不能百分之百地證明，但我們可以非常肯定地球上有液態水，“到目前為止，液態水從未在系外行星上被髮現。接下來的一步是尋找其他不屬於大氣的氣體——特別是那些可能來自生物的氣體。”我們最喜歡的是氧氣如果地球上沒有生命，我們根本就沒有氧氣。所以我們會把我們要找的東西列下來，有點像分類。”
為了得到這些誘人的答案，天文學家們希望使用美國宇航局即將推出的詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）。當它發射時，JWST將坐落在距離地球100多萬英里的地方，用紅外線觀測宇宙。這是一種看不見的光，但可以感覺到熱。透過紅外觀測恆星系統，可以更容易地確定光線何時來自恆星，何時從行星反射出去。另外，JWST將是有史以來最強大的太空望遠鏡，比以往任何時候都能更精確地看到宇宙物體。
不過，JWST要到2018年才會推出。與此同時，吉隆和他的團隊將使用美國宇航局的哈勃太空望遠鏡繼續觀察他們的七顆行星系統。”也許它會告訴我們一些關於生命的頻率和宇宙中適宜居住的條件這個系統實際上是外行星學的基石。”
詹姆斯·韋伯望遠鏡的近距離觀察
- 發表於 2021-05-10 00:25
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