科學家對七顆TRAPPIST系外行星進行了氣候模擬
在迄今為止發現的近4000個系外行星中,沒有一個像TRAPPIST-1那樣如此吸引科學家的注意力。這個恆星係由七個與地球大小相近的行星組成,它們圍繞著一顆紅矮星運行、且其中有三個位於宜居帶內,意味著生命存在的可能。有鑑於此,華盛頓大學領導的一支天文學家團隊,對TRAPPIST恆星系潛在的各種氣候模式,進行了一番模擬。
氣候“溫和”的 TRAPPIST-1 f 系外行星,可能長這個樣子(但也真實環境也可能令人窒息)。
當我們在太空中尋找生命時,傾向於從與地球環境相仿的地方開始,畢竟這是我們迄今唯一知道有生命存在的地方。
然而我們所在的這顆藍色星球,似乎是跳出規則的一個例外。鑑於紅矮星是宇宙中最常見的恆星,所以我們也要對其進行檢視,看這裡是否有創造生命的適當條件。
在這項新研究中,團隊對恆星發出的光、輻射、以及與七顆行星大氣的相互作用進行了物理模擬,以確定它們可以演變出哪些不同的氣候。研究一作Andrew Lincowski表示:
我們正在模擬不熟悉的環境,而不僅僅是假設我們在太陽系中看到過的事情,以展示這些不同類型的大氣是個什麼樣子。
這一連串的行星,讓我們得以洞察行星的演變,特別是圍繞一顆與太陽系截然不同的恆星,這是一座有待挖掘的金礦。
TRAPPIST-1 系統裡的七顆行星,如上圖所排列(via:NASA / JPL-Caltech)
與太陽相比,TRAPPIST-1微小而低溫。因此行星的密度需要堆積得足夠近,才能確保其溫度足夠支撐液態水的存在。
遺憾的是,紅矮星通常比太陽更加活躍。撞擊其行星的額外輻射,很容易將生命扼殺於搖籃之中。
根據該團隊的氣候模擬,最接近該恆星的TRAPPIST-1 b,將是一個沸騰、完全荒涼的世界。隊列後續的TRAPPIST-1 c和d略顯溫和、但依然很熱(類似金星),厚重的大氣不適宜生命的存活。
接下來的TRAPPIST-1 e,處於一個最佳的位置,被認為是該星系中最有可能存在生命的場所。新模型顯示,這顆行星有望被全球海洋給覆蓋,從而形成近似於地球的氣候。
NASA VR – On the Surface of Planet TRAPPIST-1d(via)
靠近恆星系邊緣的TRAPPIST-1 f、g 和h,很可能因為氣溫太低而凍結、顯得有些荒涼。
不過研究團隊指出,模擬的情況並不是絕對的。在現實情況下,所有七顆行星,都有可能是類似於金星的世界—— 擁有炎熱而緻密的大氣層。
在這顆恆星的青年時期,可能經歷過一個鬧騰的階段—— 燃燒得更熱更亮、破壞了生命存在的機會。
如果任何一顆TRAPPIST 行星擁有也太海洋,此時會被高溫蒸發掉。而來自恆星的極端紫外線,會將水汽分解成氫氣和氧氣,而不像降雨那樣留在大氣層中。
NASA & TRAPPIST-1 – A Treasure Trove of Planets Found(via)
讓氫氣逃逸到太空,只留下幾乎純淨的氧氣,這是以前從未見過的。
團隊表示,這項研究有助於未來的行星望遠鏡研究(比如詹姆斯·韋伯),以更好地了解任務所需要尋找的宜居性特徵。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《天體物理學》(The Astrophysical Journal)雜誌上。原標題為:
《Evolved Climates and Observational Discriminants for the TRAPPIST-1 Planetary System》
[編譯自:New Atlas ,來源:University of Washington ]