至少7颗行星绕着距离地球大约40光年的一颗红矮星旋转✿ღღ✿,它们的大小都类似于地球✿ღღ✿。这幅艺术想像画描绘了在其中一颗行星上空看到的整个行星系统✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:/p>
至少7颗行星绕着距离地球大约40光年的一颗红矮星旋转✿ღღ✿,它们的大小都类似于地球✿ღღ✿。这幅艺术想像画描绘了在其中一颗行星上空看到的整个行星系统✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:/p
还不只是如此✿ღღ✿,所有这些行星的个头都跟地球差不多澳门太阳网城官网✿ღღ✿,其中几颗到它们的“太阳”距离刚好✿ღღ✿,可能拥有适宜的表面温度✿ღღ✿。
这颗恒星被称为2MASS J2306✿ღღ✿,这个名字来自于2MASS巡天项目✿ღღ✿,后面那串数字标明了它在天空中的坐标✿ღღ✿。不过现在✿ღღ✿,所有人都称它为TRAPPIST-1✿ღღ✿,因为这些行星是用TRAPPIST望远镜发现的✿ღღ✿。TRAPPIST-1是这台望远镜发现的第一颗拥有行星的恒星✿ღღ✿。
7颗行星中✿ღღ✿,有3颗行星是在2016年就被宣布发现的✿ღღ✿。天文学家用来找到它们的方法是凌星法✿ღღ✿,这是目前最成功的一种搜寻太阳系外行星的方法✿ღღ✿。理论上很简单✿ღღ✿:如果一颗行星绕着一颗恒星旋转✿ღღ✿,而我们又刚好处在它公转轨道的侧面✿ღღ✿,那么每一次这颗行星运行到那颗恒星和我们之间的时候✿ღღ✿,它都会遮挡掉一点点星光exo仁川亚运会✿ღღ✿。如果仔细测量我们看到的这颗恒星的星光✿ღღ✿,就会发现它变暗了一点✿ღღ✿。这一现象称为凌星✿ღღ✿。
实际上✿ღღ✿,可就没这么容易了✿ღღ✿!恒星太大澳门太阳网城官网✿ღღ✿,行星太小✿ღღ✿,所以凌星时行星遮掉的星光最多也只有1%✿ღღ✿。这意味着✿ღღ✿,必须要对星光进行非常细致地测量才行✿ღღ✿。此外✿ღღ✿,还有太多的东西可以来冒充行星✿ღღ✿,比如恒星上的黑子✿ღღ✿、背景恒星的亮度变化✿ღღ✿、恒星本身的爆发活动等等✿ღღ✿。
当行星从恒星前方经过✿ღღ✿,也就是发生凌星时✿ღღ✿,它会遮挡一部分星光✿ღღ✿,使得我们看到的恒星出现亮度下降的现象✿ღღ✿。正是通过这种现象✿ღღ✿,天文学家在TRAPPIST-1周围发现了7颗大小类似于地球的行星✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:NASA
TRAPPIST-1是一颗个头很小✿ღღ✿、温度较低的恒星——这类恒星被称为M8型红矮星✿ღღ✿。它的质量只有太阳的8%✿ღღ✿,半径是太阳的10%(只比木星大了一点点)✿ღღ✿,亮度微弱到只有太阳的1/2000exo仁川亚运会✿ღღ✿。对于搜寻行星的天文学家来说✿ღღ✿,这些信息可谓好坏参半✿ღღ✿。这颗恒星相对黯淡✿ღღ✿,所以很难测量它星光之中的细微变化exo仁川亚运会✿ღღ✿。所幸✿ღღ✿,它离我们不远✿ღღ✿,只有不到40光年✿ღღ✿,所以尽管本身很暗✿ღღ✿,我们仍然可以把它看个清楚✿ღღ✿。
而在好的方面✿ღღ✿,个头较小意味着同样大小的行星可以遮挡更多这颗恒星的星光✿ღღ✿。举例来说✿ღღ✿,如果一颗地球大小的行星去凌一颗太阳大小的恒星✿ღღ✿,只能遮挡掉大约0.1%的星光✿ღღ✿。然而✿ღღ✿,同一颗行星去凌只有木星大小的TRAPPIST-1✿ღღ✿,就能遮挡掉大约1%的星光✿ღღ✿。这使得凌星时的星光变暗现象更容易检测出来✿ღღ✿。
TRAPPIST-1是一颗红矮星✿ღღ✿,质量只是太阳的8%✿ღღ✿,大小为1/10✿ღღ✿,亮度只有太阳的1/2000✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:ESO
接下来✿ღღ✿,事情就变得很有意思了✿ღღ✿。如果你知道恒星的大小✿ღღ✿,又测出了凌星时有多少星光被行星遮挡✿ღღ✿,你就能够算出那颗行星有多大——因为星光变暗的幅度取决于恒星和行星的相对面积✿ღღ✿。如果行星半径是恒星的1/10✿ღღ✿,它就会遮挡1/100的星光✿ღღ✿。如果半径是1/2✿ღღ✿,则会遮挡1/4的星光✿ღღ✿。以此类推✿ღღ✿。
2016年率先发现的那3颗行星✿ღღ✿,根据凌星时遮挡的星光来判断✿ღღ✿,它们的大小与地球类似✿ღღ✿。不过天文学家发现✿ღღ✿,它们凌星的时刻一直在发生细微变化✿ღღ✿,这让人非常兴奋✿ღღ✿:这意味着澳门太阳网城官网✿ღღ✿,这个行星系统中可能拥有更多行星✿ღღ✿,后者的引力拉扯着那3颗已知的行星✿ღღ✿,轻微地改变着它们的轨道周期太阳集团✿ღღ✿。✿ღღ✿。
抓住这条线索✿ღღ✿,天文学家顺藤摸瓜✿ღღ✿,找到了另外4颗行星✿ღღ✿,一共多达7颗✿ღღ✿!这些行星按照被发现的先后次序✿ღღ✿,被命名为TRAPPIST-1b✿ღღ✿,c✿ღღ✿,d✿ღღ✿,eexo仁川亚运会✿ღღ✿,f✿ღღ✿,g和h✿ღღ✿。巧合的是✿ღღ✿,这刚好也是它们由近及远到恒星距离的次序✿ღღ✿。它们的个头都跟地球相似✿ღღ✿,有些比地球略小✿ღღ✿,有些则略大✿ღღ✿。
艺术家笔下的TRAPPIST-1行星系统✿ღღ✿。尽管有些行星被描绘得好像地球一样exo仁川亚运会✿ღღ✿,但对于这些行星✿ღღ✿,我们确切知道的只有它们的大小和轨道周期澳门太阳网城官网✿ღღ✿。至于是否有水存在✿ღღ✿,是否适宜生命✿ღღ✿,目前我们还一无所知✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:NASA/R. Hurt/T. Pyle
天文学家还从凌星中得出了更多信息✿ღღ✿。行星凌星现象持续的时间长短✿ღღ✿,与它环绕恒星的公转速度有关澳门太阳网城官网✿ღღ✿,因而也就跟它到恒星的距离有关✿ღღ✿。(行星离恒星越远✿ღღ✿,公转速度就越慢✿ღღ✿,凌星持续的时间也就越长✿ღღ✿。)
根据观测数据✿ღღ✿,所有7颗行星绕这颗恒星的公转轨道✿ღღ✿,都比水星绕太阳的轨道要近得多得多✿ღღ✿。最内侧的那颗行星太阳集团游戏城新版✿ღღ✿,✿ღღ✿,1b✿ღღ✿,轨道周期只有1.5个地球日✿ღღ✿!也就是说✿ღღ✿,它每36个小时就绕那颗恒星公转一圈✿ღღ✿。就算是最外侧的那颗行星✿ღღ✿,1h✿ღღ✿,周期也只有14-25天✿ღღ✿,用不了一个月就能绕恒星转完一圈✿ღღ✿。
TRAPPIST-1周围7颗行星的轨道exo仁川亚运会✿ღღ✿,与太阳系里木星的4颗伽利略卫星以及内太阳系行星轨道的对比澳门太阳网城官网✿ღღ✿。所有7颗行星绕这颗恒星的公转轨道✿ღღ✿,都比水星绕太阳的轨道要近得多得多✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:ESO/O. Furtak
看到这里✿ღღ✿,你大概会认为✿ღღ✿,这些行星该被烤焦了✿ღღ✿。不过别忘了✿ღღ✿,TRAPPIST-1是一颗小恒星✿ღღ✿,表面温度只有2300℃✿ღღ✿。尽管那些行星扎堆围聚在它身边✿ღღ✿,但正因为这颗恒星“阳光”微弱✿ღღ✿,那些行星接受到的热量实际上还不错✿ღღ✿。这些行星表面上的实际温度✿ღღ✿,目前还不可能得知✿ღღ✿,但使用计算机模型✿ღღ✿,再对这些行星的成分✿ღღ✿、大小✿ღღ✿、大气等数据加以猜测✿ღღ✿,我们能够估算它们的表面温度澳门太阳网城官网✿ღღ✿。不同的模型会得出不同的结果✿ღღ✿,但至少其中3颗行星似乎处在到恒星合适的距离上✿ღღ✿,表面温度或许可以让水以液态形式存在✿ღღ✿。
7颗行星中至少有3颗✿ღღ✿,位于这颗恒星的宜居带内✿ღღ✿,表面温度或许有可能适宜液态水存在✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:NASA/R. Hurt/T. Pyle
说到这里✿ღღ✿,我必须要非常谨慎才行✿ღღ✿:这些行星的质量✿ღღ✿,我们只是估算的✿ღღ✿,并不直接测量出来的✿ღღ✿。这些行星彼此之间通过引力相互拉扯✿ღღ✿,因此每颗行星凌星的确切时刻都在发生变化✿ღღ✿。它们的质量就是根据这些变化推测出来的✿ღღ✿。所以✿ღღ✿,我们并不是非常确切地知道它们的真实质量✿ღღ✿,更不清楚它们是否拥有大气✿ღღ✿,到底由什么物质构成✿ღღ✿。我们确切了解的✿ღღ✿,只有它们的大小和轨道周期✿ღღ✿。其他所有信息✿ღღ✿,都是据此推测出来的✿ღღ✿。
TRAPPIST-1周围7颗行星的大小太阳集团app新版下载安卓版✿ღღ✿,✿ღღ✿,与太阳系里木星的4颗伽利略卫星以及内太阳系行星大小的对比✿ღღ✿。尽管这颗恒星比木星大不了多少✿ღღ✿,但它的7颗行星都跟地球大小相似✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:ESO/O. Furtak
所以✿ღღ✿,如果在媒体上看到报道✿ღღ✿,说我们发现了类似地球的行星✿ღღ✿,你就要小心了✿ღღ✿。我们实际上并不确定✿ღღ✿,这些行星中有哪一颗温度与地球相似✿ღღ✿,甚至不知道那里有没有空气存在✿ღღ✿。对于它们能在多大程度上适宜生命生存✿ღღ✿,我们可以说是一无所知✿ღღ✿。
TRAPPIST-1的7颗行星与太阳系里的4颗类地行星✿ღღ✿,图中数字标明了这些行星的轨道周期✿ღღ✿、到恒星的距离✿ღღ✿、行星半径及行星质量✿ღღ✿。图片来源✿ღღ✿:NASA
尽管跟外星生命没什么关系✿ღღ✿,但这一发现仍然令人兴奋✿ღღ✿!这个行星系统离我们只有40光年✿ღღ✿,这本身就是一个大新闻✿ღღ✿。这意味着✿ღღ✿,借助口径更大✿ღღ✿、威力也更大的望远镜✿ღღ✿,后续观测能够揭示更多的信息✿ღღ✿。举例来说✿ღღ✿,预计明年发射升空的韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope)✿ღღ✿,将有能力观测这个系统中的单颗行星✿ღღ✿,判断它们是否拥有大气✿ღღ✿,甚至检测大气中的特定化学成分✿ღღ✿,比如臭氧✿ღღ✿。做到这一点✿ღღ✿,我们就能了解到更多的信息——以臭氧为例✿ღღ✿,它能证明这颗行星的大气中存在氧气✿ღღ✿。
现在说这些还为时过早✿ღღ✿。不过✿ღღ✿,倒也没有必要对此感到失望✿ღღ✿。反过来想想✿ღღ✿,这已经足够令人惊叹了✿ღღ✿。在我小的时候✿ღღ✿,我们只知道太阳系里的九大行星✿ღღ✿。(现在则是8颗行星✿ღღ✿,也可以说是近百颗✿ღღ✿,看你怎么算了✿ღღ✿。)直到20世纪90年代初✿ღღ✿,我们才找到第一颗绕着其他恒星旋转的行星✿ღღ✿,又过了几年✿ღღ✿,第一颗绕着类似太阳的恒星旋转的行星才被发现✿ღღ✿。而现在✿ღღ✿,得益于技术的不断进步✿ღღ✿,我们已经找到了好几千颗太阳系外行星✿ღღ✿。
已经被发现的这些行星✿ღღ✿,足以得出现代科学史上最惊人的结论之一✿ღღ✿:银河系里行星的数量要比恒星更多✿ღღ✿!不是每颗恒星都拥有一颗行星✿ღღ✿,而是许多恒星都拥有多颗行星✿ღღ✿,比如我们的太阳✿ღღ✿,比如TRAPPIST-1✿ღღ✿,因此银河系本身或许就拥有成千上万亿颗行星✿ღღ✿。
这其中又有多少会像我们这颗蔚蓝色的地球一样?我们已经找到了少数可能符合这一标准的行星exo仁川亚运会✿ღღ✿,而我们的搜寻工作其实才刚刚开始✿ღღ✿。我们的技术越来越先进✿ღღ✿,方法也越来越纯熟✿ღღ✿,几乎每一天澳门太阳网城官网✿ღღ✿,我们都在发现更多的行星✿ღღ✿。
TRAPPIST-1只是这场行星搜寻中一个令人惊叹的里程碑✿ღღ✿。它告诉我们✿ღღ✿,所有类型的恒星都可以拥有行星系统✿ღღ✿,还可能拥有多颗类似地球的行星✿ღღ✿。别忘了✿ღღ✿,这颗恒星就在我们附近✿ღღ✿,而且是银河系里最常见的一类恒星exo仁川亚运会✿ღღ✿。对这类恒星进行更多搜寻✿ღღ✿,我们就可能找到更多这样的行星系统✿ღღ✿。
天空中遍布着行星✿ღღ✿。NASA的这个大新闻✿ღღ✿,就是我们充满好奇✿ღღ✿,抬头仰望✿ღღ✿,提出问题✿ღღ✿,然后尽自己的努力去回答那些问题的时候✿ღღ✿,我们作出的发现✿ღღ✿。