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超冷星和它的七行星

星空天文  · 公众号  · 科学  · 2017-02-24 22:43

正文

祝贺人类,又离自己的梦想近了一点。

TRAPPIST-1恒星系统想像图。ESO


在水瓶座,在离地球40光年的地方,人们又发现了一个“迷你太阳系”。


说它迷你,它可真的是迷你。它的“太阳”比我们的木星大不了多少。这个太阳系里至少有七颗行星。而这七颗行星中,离“太阳”最远的,也要比水星和太阳的距离近得多。


TRAPPIST-1恒星系统中的行星轨道范围和太阳系部分内行星轨道范围、木星系统部分卫星轨道范围之比较。ESO


说它是“太阳系”,它可真的和我们的太阳系很像。因为人们一下子在它主星的周围发现了七颗行星。更令人惊叹的,是它的这七颗行星全是类地行星,大多和地球差不多大。而且其中三颗位于这个太阳系的“宜居带”,与之相比,我们太阳系位于“宜居带”的行星也恰好有三颗。


TRAPPIST-1恒星系统。ESO


但是尽管科学家们一直在努力,但到目前为止,在宇宙面前,我们的知识仍然十分贫乏。


我们只知道,这个“太阳系”的“太阳”是一颗温度非常低的“超冷矮星”(红矮星的一种)。而且它还非常年轻,形成至今大约只有5亿年或更长时间。


TRAPPIST-1恒星系统中的行星(上)和太阳系类地行星(下)之比较。ESO


红矮星是恒星中数量最多的一类,占银河系恒星总量的75%。它们的体型、质量都非常小。和它们相比,它们周围的行星个头就显得特别大。因此在这些矮星身边寻找行星,还是当前技术条件下最容易实现的目标。


通过凌星法,我们知道了有这些行星存在。但我们只知道它们的大致参数,知道它们近似的质量、体积和它们与主星间的距离。而对这些行星的成份、是否有大气层等与它们的宜居性紧密相关的特点仍然一无所知。


TRAPPIST-1恒星系统想像图。ESO


作为这个“太阳系”的主星,那颗年轻的矮星虽然预期寿命非常长,但当下仍然处在它一生中的活跃期,时不时地会爆出一个耀斑,制造强烈的高能辐射。拥有这样一颗主星,行星上如果有生命一定会备受煎熬。高能辐射会使行星大气发生不可逆的温室效应,使之变得酷热难耐;也会剥掉行星大气中的特定成份,甚至是全部。


幸好这些行星的质量和体积都和地球差不多。对于生命而言,行星太大或太小都不是好事。不幸的是,这些行星和主星太近了,以致于可以肯定,它们会被主星的引力潮汐锁定。这些行星的一侧会永远面朝恒星。


TRAPPIST-1恒星系统想像图。ESO


它们面朝恒星的一面永远是白昼,而背朝恒星的一面永远是黑夜。面朝恒星的一面多半极为炽热,而背朝恒星的一面多半寒冷无比。即便没有被潮汐锁定,像水星那样的3:2共振模式也极有可能使行星上出现极端气候。


但是谁知道呢?或许某种特殊的环流模式会调和行星两面不均匀的热量?或许它们拥有强大的磁场,能够保护自己免受过多的辐射?或许这些行星中有一些能够有效地补充散失的大气?进而形成一个对生命友好的环境?


TRAPPIST-1恒星系统想像图。ESO


生命是脆弱的,生命也很坚强。许多微生物能够休眠很长时间,以度过极端不利的恶劣环境。也许那里存在某种生命形态,它们已经适应了对我们来说极端,而在那里却常见的环境。未来更强大的太空望远镜也许能够让我们一探究竟。


生命自有办法,它们会从绝境中求生。而科学也总是不断地在失望中发现希望,持续前行。祝贺人类,又离自己的梦想近了一点。


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