研究发现 Trappist-1系统的行星与太阳系的行星相似 会有生命吗?

文章介绍了天文学家通过观测数据研究发现Trappist-1系统的行星与太阳系的行星相似——行星围绕恒星转动,并且会出现凌日现象。

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TRAPPIST-1 系统是我们当地银河系中最诱人的系统。 它距离我们只有 40 光年远,有七颗岩石系外行星,其中三颗位于恒星的宜居带内。 但要使世界真正适合居住,还需要更多的东西,因此天文学家一直在寻找可以告诉我们更多有关该系统历史的特征。

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现在,令人惊叹的新研究发现,就像太阳系的行星围绕太阳赤道在一个或多或少的平面上运行一样——有点像黑胶唱片——TRAPPIST-1的系外行星也以一个平面绕其中心运行。

这一发现将使天文学家能够探索系统的动力学历史——这可以帮助我们完善系统模型,并排除其任何系外行星的宜居性。 但是在恒星赤道附近发现行星意味着它们基本上以与它们形成时相同的倾角运行,这使得系统的原始状态更容易研究。

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迄今为止,天文学家已经在银河系中发现了 4,000 多颗系外行星,它们可以向我们展示的非常重要的事情之一就是太阳系实际上是多么正常(或不正常)。

天文学家现在已经测量了相当多的系外行星的轨道排列,许多近轨道的气体巨行星表现出所谓的恒星倾角,当一颗恒星的系外行星以与恒星自转轴成斜角的方式运行时。

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多行星系统往往不那么倾斜——但之前没有人用岩石、类似地球的世界测量过它。 这是因为恒星倾角是基于一种叫做罗斯特-麦克劳克林效应的东西来测量的,这种效应很难用像 TRAPPIST-1 这样的小而微弱的恒星来观察。

这是它的工作原理。 当我们观察一颗绕轨道运行的恒星时,从朝向我们旋转的一侧发出的光将被压缩成更高的频率,朝向光谱的蓝色端。 我们称之为蓝移。 另一方面,从旋转远离我们的一侧发出的光被拉伸成较低的频率,或红移。

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当一颗行星围绕那颗恒星运行时,您可以根据首先被阻挡的波长类型来判断它的行进方向。 这颗系外行星投射出一个行进的多普勒阴影,产生一种可用于直接模拟恒星倾斜度的失真。

TRAPPIST-1 是一颗红矮星,这意味着它非常小而且微弱,因此之前不可能观察到罗斯特-麦克劳克林效应。 但是位于夏威夷的斯巴鲁望远镜最近配备了红外多普勒 (IRD),这是一种分辨率足够高的新型红外光谱仪,可以将其分辨出来。

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接下来,幸运的是,在 2018 年 8 月 31 日晚上,三颗 TRAPPIST-1 系外行星在一个晚上经过这颗恒星,使团队能够在一次观测中收集到大量数据。 幸运的是他们做到了。 只有一次凌日产生了可靠的多普勒阴影——但这表明恒星倾角接近于零。

这还没有定论——有相当大的误差幅度,这意味着不能完全排除轨道错位。 但它确实为 TRAPPIST-1 系统提出了一些有趣的可能性。

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在恒星形成过程中,恒星被一个大而平坦的盘状尘埃和气体包围。 当恒星完全完整时,剩余的尘埃和气体就形成了其他一切。 这就是为什么太阳系的行星排列得如此整齐,而不是四处乱窜——没有任何东西扰乱它们的排列,所以它们只是原地不动。

如果 TRAPPIST-1 的系外行星位于一个整洁、平坦的赤道平面,那么它们也可能几乎停留在它们形成的地方。 然而,行星聚集在离它们恒星很近的地方。 这意味着这种紧凑的安排可能是逐渐向内迁移的结果,而不是任何其他破坏性因素。

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这也可能意味着没有大的引力扰动更有可能产生和平、宜居带的行星,尽管当然要得出这个结论需要更多的审查。

但是,就目前而言,该团队的工作向前迈出了令人印象深刻的一步。

他们在论文中写道:“尽管数据存在局限性,但据我们所知,我们对 TRAPPIST-1 系统中多普勒凌日的观测是首次对如此低质量的恒星进行此类观测。”

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“对于温度低于 3500 K 的恒星,没有报告其他结果。通过使用 IRD 和其他新的高分辨率红外光谱仪进行额外的观测,将为了解低质量恒星周围行星系统的轨道结构打开一个新窗口。”

BY: MICHELLE STARR

FY:无

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