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 编辑: seann    時間: 2017-02-23 15:56  

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美国东部时间2月22日下1点,美国宇航局(NASA)举行发布会,宣布其通过斯皮策(Spitzer)太空望远镜首次发现了七个地球大小的行星围绕一颗恒星运行的行星系统。在七个行星中,有三个位于母恒星附近适合人类居住的区域内,其中一个岩石行星上可能含有液态水。《自然》杂志当天也公布了此项研究发现。

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此次发现刷新了太阳系外围绕一颗恒星运行的、适合人类居住的行星数量记录。众所周知水是生命之源,而此次发现的所有七个行星在合适的大气条件下都可能存在液态水,其中三个位于适合人类居住区域的行星存在水的几率最高。

此次发现对于找到适于人类居住的行星将具有重大意义。NASA科学使命理事会(Science Mission Directorate)副管理员Thomas Zurbuchen认为,“对‘我们在宇宙中是否孤独’的回答是一个最应优先考虑的科学命题,在适合人类居住的区域内首次发现这么多行星是实现这个目标的非凡一步。”

这次发现的行星系统被命名为特拉比斯特-1(TRAPPIST-1), 位于距地球约40光年(235万亿英里)的水瓶座。该星系相对离地球较近,但由于它们位于太阳系之外,因此按科学方法被称为外系行星(exoplanets)。

2016年5月,研究人员使用位于智利的特拉比斯特望远镜发现了该星系内 的三个行星。在欧洲南方天文台超大望远镜等几个陆地望远镜的协助下,通过斯皮策望远镜确认了其中两个行星的存在,并发现了另外五个行星,将系统内新发现的行星数增加到七个。

通过斯皮策望远镜获得的数据,研究团队精确测到了七个行星的大小,并第一次对其中六个行星的密度进行了预估。

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基于它们的密度,所有特拉比斯特-1的行星都有可能为岩石形态。进一步的观察将有助于确定它们是否富含水,是否在地表下面存在液态水。七个行星中最外围的一个尚未被评估,科学家认为它可能是一个冰冷的“雪球”,不过尚需进一步观测。

比利时列日大学的、特拉比斯特研究团队的主要研究员Michael Gillon称,“特拉比斯特-1七行星的奇观在于这是已知第一例围绕这种恒星做轨道运行的地球大小的行星”, “对于研究潜在适合人类居住的、地球大小的行星,这是目前为止的最佳目标。

特拉比斯特-1中恒星的暗淡与低温是其星系适合人类居住的重要条件。同太阳相比,特拉比斯特-1中的恒星被归类为超冷矮星,它的温度非常低,所以即使是在距它很近的轨道上运行的行星上面,液态水也可能存在。相比太阳系中恒星与行星的距离,特拉比斯特-1中两者之间的距离更近是有可能的。

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七个行星的轨道半径都小于水星同太阳之间的距离,行星之间彼此也非常靠近。如果一个人站在其中一个行星上面,他可以看到临近行星上的地表特征和云层,而且其大小时常会显得比我们在地球上看到的月亮更大一些。

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七个行星可能没有自转,这意味着行星总是以同一面对着恒星,即一侧永远是白天,另一侧永远是黑夜。这也意味着它们的天气模式完全不同于地球,但只要它们的大气层能将热量从白天的一边传递到黑夜的一边,没有自转的行星也被认为是潜在宜居的。

Gillon认为,“这只是温差,对生命而言,这不是毁灭性的”。

七个行星中,靠内的六个绕恒星运转一周的时间从1.5到12.4天不等,最外的一颗行星约需要20天。

靠内的6个行星存在近共振现象,这意味着它们的轨道运行周期之间存在相互影响。这也说明这些行星是在这个星系外更远的地方形成的,然后迁移到了目前的位置。

斯皮策是围绕地球旋转的红外太空望远镜,非常适合用来研究特拉比斯特-1,后者发出光的波长较长,超出了人眼所能看到的范围,但这种光在红外线下却是最亮的。2016年秋天,斯皮策连续对特拉比斯特-1进行了500小时的观测。

“这是我在操作斯皮策望远镜14年中见过的最令人兴奋的结果。”NASA斯皮策中心的科学家Sean Carey说。“斯皮策将在秋天跟进观察,进一步完善我们对这些行星的理解,以便James Webb 空间望远镜可以跟进,对该星系更多的观测肯定会揭示更多的秘密。”

继斯皮策的发现之后,NASA的哈勃望远镜已经开始对四个行星,包括处于适合人类居住区内的三个行星进行筛查。这些观察旨在评估这些行星表面氢气为主的大气层。

到2018年,NASA投入88亿美元的James Webb 望远镜计划加入此项研究。2020年代中期,欧洲超大望远镜和巨型麦哲伦望远镜也计划加入研究。进一步的研究将会揭开更多的未解之谜。


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