天文学家在寻找太阳系外生命的过程中有了重大发现,他们发现了七颗地球大小的行星围绕着附近的一颗恒星运行。其中至少有三颗行星可能适合居住 - 我们可以在未来十年内确定它们是否有生命。
该系统围绕着一颗名为特拉普斯特-1,一颗距离我们 40 光年的超低温小矮星,质量约为太阳的 8%,半径约为太阳的 11%,大小与木星相似。去年,有消息称围绕这颗恒星运行,现在这项新研究又发现了四颗。
比利时列日大学的 Michaël Gillon 领导撰写了一篇论文,描述了这一令人难以置信的发现,该论文于今天在自然. 这项发现是利用美国宇航局的斯皮策太空望远镜和各种地面望远镜(包括位于智利的 TRAPPIST-South)观察行星穿过其恒星时相对于我们的凌日现象而取得的。
吉隆在新闻发布会上表示:“这颗恒星非常小而且寒冷,因此行星的温度都很温和,这意味着它们表面可能存在液态水,甚至可能存在生命。”
以上是调查结果的视频摘要。
根据与恒星的距离,这些行星被命名为 TRAPPIST-1b(最内侧)、c、d、e、f、g 和 h(d、e、f 和 g 是新发现的行星)。研究人员能够计算出所有七颗行星的质量、半径和轨道周期,但最外侧的 TRAPPIST-1h 除外,因为它只被观测到一次凌日现象。
TRAPPIST-1b 的轨道距其恒星仅 0.011 天文单位(1 天文单位,即地球与太阳之间的距离)。因此,它仅需 1.51 天即可完成一次公转。接下来的六颗行星的公转周期从 2.42 天到 20 天不等,大小都与地球相似,半径从 0.76 倍到 1.13 倍不等。
作为一颗如此寒冷而昏暗的恒星,它的宜居带比我们自己的太阳系更近。行星 e、f 和 g 都在这个区域运行,这表明它们的表面可能存在液态水海洋。
这一发现尤其令人兴奋,因为距离地球如此之近,我们将能够详细研究这颗恒星的行星。而且不只是在未来,而是现在。后续观察已经在进行中,通过研究这些行星大气的分子组成,我们可能很快就能知道其中一颗或多颗行星上是否存在生命。
每颗行星的已知数据与太阳系岩石世界的对比。NASA/JPL-Caltech
“我个人相信,如果存在与地球上相似规模的生物活动,那么我们应该很快就能知道,”剑桥大学的合著者阿莫里·特里奥德 (Amaury Triaud) 告诉 IFLScience,并补充说,十年内“听起来很合理”。
很有可能所有七颗行星都被恒星潮汐锁定,这意味着同一面总是朝向恒星。这意味着,如果某些星球上确实存在水,那么可能只有朝向恒星的一面是液态,另一面则是冰。
人们还认为,所有七颗行星都已从该系统较远的外部迁移到其内部位置,其表面的冰已经融化。
如果任何一个星球上存在生命,那么条件可能与这里不同。首先,研究人员称,恒星本身的颜色会像鲑鱼一样,大部分太阳辐射都是红外线——这仍然会使行星变暖,但对于像我们这样的生物来说却是看不见的。
特里奥德在新闻发布会上说:“你眼睛里接收到的光量大约是太阳的 1/200。想象一下日落时你接收到的光量。它仍然比月亮亮得多,但比太阳暗淡得多。”
“这一景象一定很美丽,因为你时不时就会在天空中看到另一颗大小约为月球两倍的行星。”
这种红外光量使得这些行星成为即将发射的望远镜的绝佳目标,例如美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST)。该望远镜将于 2018 年 10 月发射,将以红外波长观测宇宙。它可以通过观察恒星穿过的光线来计算出它们的大气成分,并寻找生命迹象。
这七颗行星可能已经进一步向该系统迁移。NASA/JPL-Caltech
这些行星究竟有多适合居住仍有待商榷。有研究表明,像这样的寒冷、暗淡的恒星会频繁发生强烈的太阳耀斑,这可能对生命造成不利影响。
但研究人员表示,这颗恒星相当安静,尤其是与比邻星等恒星相比,比邻星是距离地球最近的恒星,周围可能存在宜居世界轨道。人们认为太阳活动也可能有助于补充大气层,而不是摧毁它。
然而,这颗恒星的距离比比邻星远 10 倍,因此我们不太希望通过类似. Triaud 告诉 IFLScience:“我认为我们距离向 TRAPPIST-1 发射机器人探测器还很远。”但进一步进行天文研究的潜力是巨大的。
能否在其中一颗行星上发现生命取决于许多因素,尤其是它们是否有大气层,以及这些大气层是否允许水保持液态。任何生命都必须产生足够的气体来改变其中一颗行星大气层的化学成分。
不过,我们很容易兴奋,这是理所当然的。这是我们在一个系统中发现的地球大小行星数量最多的一次,虽然这在其他恒星周围可能很常见,但 TRAPPIST-1 无疑是我们研究的最接近的行星之一。
由于距离恒星太近,直接拍摄这些行星的图像几乎是不可能的。但是,用于寻找它们的凌日法对于研究它们至关重要,因为我们可以观察到光线穿过它们的大气层。请继续关注,因为可以肯定的是,在未来的几个月和几年里,会有更多关于 TRAPPIST-1 的消息。
特里奥德在简报中说:“我们朝着寻找外星生命存在的方向迈出了关键的一步。”