搜寻行星的猎人们总是在寻找看起来像地球的世界——也就是那些不太热也不太冷、表面有液态水流动的岩石行星。现在科学家们简直是中了头彩,发现了七颗地球大小的系外行星,它们围绕着一颗距离仅 39 光年的单颗恒星运行。
这颗名为 TRAPPIST-1 的恒星,之前被认为拥有三颗系外行星。但在各种天文台的帮助下——包括凌日行星和小行星望远镜(又名 TRAPPIST,也是这颗恒星的名字)、智利的甚大望远镜以及 NASA 的斯皮策空间望远镜——研究人员在该系统中发现了另外四颗行星。这些行星是在它们从恒星前方经过、从地球的视角挡住部分星光时被发现的。
“这是我们首次在一个系统中发现如此多的地球大小的行星,”该研究的合著者 Emmanual Jehin 说,该研究于今天在《自然》杂志上发表。
TRAPPIST-1 的行星中有五颗大小与地球相当,另外两颗比我们的星球略小。它们的密度表明,六颗系外行星是由岩石构成的;第七颗也是最遥远的一颗可能是一颗冰冷的行星。
离恒星最近的三颗系外行星被认为太热而无法容纳太多地表水,而第七颗可能太冷。然而,第四、第五和第六颗行星的温度可能“刚刚好”;如果它们拥有类地大气层,它们可能拥有海洋、湖泊和河流。有水的地方,就有我们所知生命的可能。
红矮星周围的生命?
六颗行星的轨道离它们的恒星相当近,因此它们的“年”持续两周或更短。不过,这也可以理解,因为 TRAPPIST-1 是一颗小而暗淡的恒星,称为红矮星,所以这些行星不像在我们的太阳系中那样被炙烤。
“这是一个非常小、非常紧凑的系统,”Jehin 说。“七颗行星都包含在水星轨道之内。”
引力可能会对这个迷你太阳系中的行星产生奇怪的影响。因为它们挤得很近,每颗行星都会在引力上拉动其邻居,潜在地扭曲其核心并产生热量——这个过程被称为潮汐加热,就像木卫二和土卫二这样的冰冷世界形成液态内部海洋那样。
但潮汐锁定可能在 TRAPPIST-1 中是一个问题。就像地球的月球一样,这些行星很可能总是以同一面朝向它们的恒星,导致一面炎热,一面寒冷。这可能会使行星对生命不太友好。
另一个潜在的问题是,天体物理学家怀疑年轻的红矮星是动荡不安的,经常将恒星物质喷射到太空中。这些太阳耀斑可能会照射附近的系外行星——烧掉它们的大气层,耗尽水源,并摧毁生命的希望。
然而,Jehin 说,需要对红矮星的行为进行更多研究。研究小组认为,这些行星可能形成于离恒星更远的地方,然后迁徙到更近的地方,这可能使它们在恒星年轻时的任何剧烈活动中幸免于难。
此外,Jehin 说,“这颗恒星与其他非常小的恒星相比,极其平静。例如,与比邻星相比,它非常平静……如果我们乐观一点,至少有五颗行星——可能不是第一颗,也可能不是最后一颗——但至少有五颗可能在地表拥有一些液态水,如果它们拥有大气层和适当的压力的话。”
地球之后的生命
即使 TRAPPIST-1 的行星最终只是一些干燥、无空气、无法支持生命的岩石,今天的发现也预示着搜寻其他类地系外行星的前景光明。
我们星系中大约 85% 的恒星是红矮星。因此,如果它们与 TRAPPIST-1 相似,那可能意味着大量的地球大小的系外行星。
此外,天文学家 Ignas Snellen 在《自然》杂志的一篇独立评论中指出,我们望远镜探测到的每颗凌日系外行星,可能还有 20 到 100 倍的行星,它们围绕恒星运行的轨道并不在我们与恒星之间。
换句话说,可能还有 tons 更多的行星我们用最常见的行星探测设备无法看到。
预定于 2018 年发射的 NASA 的凌日系外行星卫星(TESS)应该有助于追踪更多这些隐藏的世界。它将研究天空中 200,000 颗最亮的恒星,寻找表明系外行星正在越过恒星的标志性阴影。
而且我们可能很快就能了解更多关于 TRAPPIST-1 行星本身的情况。在詹姆斯·韦伯太空望远镜于 2018 年底发射后,或许可以分析这些系外行星的大气层和气候,从而表明它们是否可能孕育生命——或者至少是我们所知生命必需的成分。