TRAPPIST-1星系中可能存在生命守护者

摘要: TRAPPIST-1恒星系统中可能存在气体巨行星。

12-11 22:51 首页 星空天文

TRAPPIST-1恒星系统中可能存在气体巨行星。

?TRAPPIST-1恒星系统。NASA


天文学家在TRAPPIST-1恒星系统中发现了七颗类地行星。从那以后,人们的争论就没有停止过。这些行星上是否有生命是最受关注的焦点。此外其实还有一点也应当引起重视,那就是这个恒星系统中是否存在木星那样的气体巨行星。对于生命是否能够在恒星系统内侧的类地行星上出现而言,那也是个比较关键的角色。


生命之所以能够在地球上繁衍,木星起到了重要作用。早期太阳系充满了危险,小行星横飞,陨石肆虐。木星以其庞大的身躯,强大的引力,吸引了许多小行星,使得地球不至于遭受过多的陨石轰击,生命也因此可以在较为稳定的环境中发展。如果TRAPPIST-1中存在气体巨行星,那么七颗类地行星遭受陨石轰击的概率可能就会大大降低。


最近美国卡耐基科学院的学者们作出了一个推断,认为TRAPPIST-1恒星系统中的确存在这样一颗巨大的气体行星。这颗行星和原先发现的七颗类地行星距离遥远,位于TRAPPIST-1恒星系统的外围。


主导该研究的Alan Boss博士表示,许多恒星系统内有类地行星和超级地球,许多恒星系统至少包含一颗气体巨行星。因此,七行星是否也拥有一个巨大的气体兄长,在周期较长的轨道上运动,便成了一个非常有意思的问题。


运用所谓的“天体测量法”,学者们通过测量恒星的摇摆,发现TRAPPIST-1恒星系统中很可能存在这样的巨行星。假设它的质量是木星质量的4.6倍,其轨道周期大约是一年;假设其质量是木星的1.6倍,那么它的轨道周期就可能是5年。也就是说,在TRAPPIST-1恒星系统的外围,存在着至少一颗长周期的气体巨行星。这种情形和太阳系火星轨道外存在着长周期气体巨行星非常相似。?


TRAPPIST-1恒星系统中的七颗类地行星,及其与太阳系内行星轨道范围的对比。NASA / JPL


如果TRAPPIST-1外围存在气体巨行星,那么它还能解释一个悬而未决的谜团,也就是太阳系气体巨行星形成之谜。根据最流行的太阳系形成理论,也就是星云假说,太阳和行星是在星云的气体和尘埃中诞生的。星云在经历了引力坍缩后,其中心形成太阳,剩余物质则散布在一个围绕着它的圆盘里。


地球和其它类地行星都是在离太阳较近的地方形成的,那里的物质大部分是硅和金属。而气体巨行星是如何形成的,存在着一些不同的说法。一种说法认为,气体巨行星是在固态物质核的基础上形成的,这些内核由于质量足够大,因此能够吸引更多的物质,进而形成一个气体的厚壳。


而另一种说法是,它们和原行星盘的“旋臂”有关。这些“旋臂”和银河系的旋臂非常相似。原行星盘“旋臂”的质量和密度会逐渐增加,并在其中形成物质团块,气体巨行星就是在这些团块的快速合并基础上形成的。Boss和他的同事们运用计算机,对这两种理论都进行了模拟,以求确认,在TRAPPIST-1这样的低质量恒星系统中,是否有可能形成气体巨行星。


结果显示,这种可能性是存在的。而且,TRAPPIST-1以及与此相似的低质量红矮星恒星系统中存在气体巨行星的情形,更加符合第二种理论模型。


如果TRAPPIST-1恒星系统拥有气体巨行星,那么许多相似的红矮星系统——比如比邻星系统——这个离太阳系最近的恒星系统中也有可能存在气体巨行星。这对于那些位于恒星系统内侧类地行星上的生命发展过程,以及对于那些热衷于寻找外星生命的天文学家来说,可能会有积极的意义。


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