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水瓶座红矮星“Trappist-1”带领“迷你太阳系” ——7颗系外行星中或有生命？
研究表明 ， TRAPPIST-1太阳系没有像早期地球那样受到太空岩石的轰炸
巨大的太空岩石会使Trappist-1系统的行星失去同步 。
七颗类地行星组成了TRAPPIST-1太阳系 。 （图片来源：NASA/JPL-Caltech）
如果不是因为TRAPPIST-1的七颗行星产生的科学兴趣 ， 它将会是一颗微不足道的恒星 。
天文学家在2016年首次发现了一些新世界 ， 其中至少有三个是可能宜居的 。 现在 ， 一项新的研究表明 ， TRAPPIST-1行星的轨道运行方式可能会揭示它们演化的线索 ， 以及形成时期太空岩石撞击它们的频率 。
位于水瓶座中距太阳40光年距离的TRAPPIST-1 ， 被称作红矮星 ， 是一种暗星 ， 也是我们银河系中最常见的一种类型 。
在这颗恒星周围 ， 有七颗地球大小的系外行星 ， 根据它们与恒星的距离 ， 用TRAPPIST-1b到h的简单字母对其命名 ， 它们以天文学家称为“共振”的方式运行 。 共振意味着虽然每颗行星完成一个轨道所需的时间不同 ， 但每对会定期在同一起点再次相遇 。
【共振运行，生命迹象，TRAPPIST-1中存在生命？】例如 ， 距离恒星最近的TRAPPIST-1b行星每转8圈 ， c行星将行驶5圈 ， d行星绕4圈 ， e行星绕2圈 。 在一项新的研究中 ， 科学家们认为 ， 原行星盘在70亿年前正围绕新形成的TRAPPIST-1恒星 ， 如果这些行星形成后在原行星盘中受到过多太空岩石的撞击 ， 那么这种有规律的轨道运动将不会发生 。
“我们发现 ， 在这些行星形成之后 ， 它们并不会受到物质的过多轰炸 。 ”法国波尔多大学的天体物理学家以及该研究的主要作者肖恩·雷蒙德 (Sean Raymond) 在一份报道中指出： “这十分炫酷 。 当我们考虑系统中行星的其他方面时 ， 这是很有趣的信息 。 ”
美国和欧洲研究人员的团队在计算机上模拟了 TRAPPIST-1 系统的演变过程 。 科学家们正在试图找出在它们的同步轨道规律被打乱之前会有多少“东西”撞击这些行星 。
雷蒙德说：“我们不能确切地说有多少东西撞击了这些行星 ， 但由于这种特殊的共振结构 ， 我们可以对其设定上限 。 我们可以说 ， ‘它不可能超过于此’ 。 事实证明 ， 这个上限实际上相当低 。 ”
科学家们在声明中说 ， 该模型表明 ， TRAPPIST-1 系统中的行星一定是形成地又早又快 ， 大约是地球形成时间的十分之一 。
当 TRAPPIST-1 周围的原行星盘消失时 ， 这些行星已经在靠近它们的母星运行 。 科学家们认为 ， 充满气体和尘埃的原行星盘在新恒星形成后仅存在数百万年 。 研究人员说 ， 计算机模型表明 ， 正是这个圆盘的引力将行星吸入轨道共振 。 一个大型天体的撞击 ， 类似于大约 45 亿年前在形成月球的一次碰撞中与地球相交的撞击 ， 肯定会破坏这种同步的轨道运动 。
科学家们希望了解行星生命早期阶段太空岩石轰击的强度 ， 以帮助他们了解行星的化学成分 。 就地球而言 ， 许多化学元素——包括赋予生命的水——被认为是通过撞击彗星、小行星和陨石而引入的 。 就其本身而言 ， 创造月球的撞击被认为已经提供了地球目前的大部分碳和氮 ， 这两者都是生命存在的必要先决条件 。
目前 ， 科学家们对 TRAPPIST-1 世界的化学成分所知之甚少 。 了解撞击它们的太空岩石的数量可能会改善这些估计 。
“我们今天对这些行星的组成仍有一些限制 ， 比如它们有多少水 ， ”休斯顿莱斯大学的天体物理学家、该论文的合著者安德烈·伊齐多罗在声明中说 。“但我们却有很大的误差线 。 ”
但是这些行星可能已经由含有更多氢的物质形成 ， 并且自然比地球拥有更多的水 ， 即使没有所有这些进入的彗星和太空岩石 。
“例如 ， 如果其中一颗行星有很多水 ， 比如说质量分数为 20% ， 那么水一定是在气相的早期就已被吸收并入行星了 ， ”伊齐多罗说 。“所以你必须明白是什么过程可以将这种水带到这个星球上 。 ”
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