40光年外的奇观

北京时间23日凌晨NASA宣布，在最近一年的工作中，科学家在一个被叫做“TRAPPIST-1”（译名“特拉比斯特-1”）的恒星附近发现并确认了7颗系外行星。据悉，这些行星质量、大小及状态（岩石类）皆与地球相似，其中3颗还处在可以存在液态水的“适宜生命居住的地带”。为此，《中国国家天文》编辑部特地采访了行星科学专家林潮（Douglas N. C. Lin）院士。

40光年外的一个奇观

TRAPPIST-1离地球很近，只有不到40光年。它是一颗比太阳小很多的恒星，只有相当于0.08个太阳的质量。不过，林院士表示：在我们的银河系中，这种类型的恒星数目非常巨大。而TRAPPIST-1的质量很小却也能拥有如此之多的行星系统，便更能说明行星的存在是一种普遍现象。

而在大约0.06个天文单位，也就是900万公里，或者相当于20倍地球到月球的距离内，挤满了至少7颗地球大小的行星，不得不说，这可以称得上是一种奇观了。

行星的“前世今生”

对于这个紧密的行星系统的“前世今生”，林院士提道，行星的产生是“就地取材”，还是随着环境变化不断演变最后达到一个稳定状态，这是研究行星系统需要考虑的问题。行星是在“原行星盘（编者注：新形成的年轻恒星外围绕的浓密物质）”中产生及成长的，在这个起源与演化的过程中，原行星盘逐渐消失，而行星系统从最初的不稳定状态渐渐会到稳定状态，但如果有某种不稳定条件存在的话，系统就会不稳定。

在主星附近形成行星不太容易，需要物质在主星附近聚集，而小小的行星又如何能与恒星“争夺”物质呢。近二十年内的研究表明，在演化的过程中，行星们的轨道会因为受到影响发生迁徙。所以，TRAPPIST-1的7个行星很有可能经历过不平凡的旅程。

打开地外生命的窗口

新的发现除了对太阳系的起源具有重要意义，也启发了人们对地外生命的思考。行星上的生命科学进程依赖于整个系统的物理、化学与动力学环境。这些环境的不断变化会对生物进化产生巨大影响。

而地外生命的探索有两扇窗口：直接通讯窗口和具有生命特征的窗口。林潮表示，前者的窗口期很窄，智慧生命的历史相对于行星的年龄来说非常短暂，所以这种类型的生命——“外星人”并不一定会被找到。但是，对于后者，我们是能够找到其“存在概率”的。以46亿年岁数的地球为例，虽然“人”的历史相对很短，但地球产生后不久便有了生命的存在。

目前，发现生命最能实现的方式便是，使用大口径的红外望远镜，比如TMT（一台口径30米的天文望远镜，位于夏威夷）、E-ELT（一台口径42米的天文望远镜，位于智利）、JWST（詹姆斯·韦伯太空望远镜），在其观测了系外行星的大气成分后，可以得到一个生命存在的概率。

液态水并不等于生命

林院士同时讲道，液态水并不等于生命，它只是生命存在的重要条件。水的存在是比较普遍的，甚至液态水在行星上的存在迹象也很多。而对于我们现在的认知来说，目前更需要去寻找氧分子，它是生命对周围物质“污染”后的产物。如果所有的生命不存在，大气中的氧分子便会立即因化学反应消失殆尽。

所以，对于新发现的TRAPPIST-1中的行星们，下一步要做的是对其大气成分进行针对性的观测。2018年，韦伯空间望远镜将发射升空，或许这架望远镜能帮助我们理解生命是否孤独。

无论我们找得到，还是找不到生命线索，都是具有意义的。当然，前提是我们有足够的样本。对此，即将部署的TESS（掩星系外行星巡天卫星）望远镜肩负重任，预计它能够找到数万个系外行星，使我们获得更丰富的数据。届时，若茫茫诸星，并无生命迹象，或可说明地球的特别；但我们更希望看到，璀璨群星之中，有更为夺目的生命信息。

有趣的世界需要好奇的人去打开

目前，天文学主要在三个领域来探索行星演化：1.探索太阳系本身，这就像在“考古”，需要发射探测器到别的行星上去展开研究工作；2.寻找系外行星，找到其数目和物理性质，像是做“人口普查”；3.在红外光的信息中，去探测宇宙深处行星的出生环境及大气环境。

而最终的工作都要靠人，需要人有奇思妙想，去发现人类还未知的东西。林潮老师期待有更多的人能保持好奇心与科学兴趣，说到兴奋处他还感叹道，这个宇宙太有意思了，“我真的还想再活五百年”！

林潮，天文学家。1976年获剑桥大学天体物理博士学位，1985年至今担任美国加州大学Santa Cruz分校教授。2002年当选美国艺术与科学学院院士。2007年任北京大学科维理天文和天体物理研究所（KIAA-PKU）首任所长。主要研究领域为：行星形成、结构和演化，行星系统动力学，原行星盘等。

（本文原载于《中国国家天文》 撰文 / 何治宏  责编 / 紫晓）

责任编辑：冯中

牧夫新媒体编辑部