四十光年之外 這些行星擁有驚人的相似密度 就連科學(xué)家也不敢相信
簡介:TRAPPIST-1系統(tǒng)中的七個(gè)類地行星可能全部由同一材料制成。
特拉普1號系統(tǒng)是五年內(nèi)最令人難以置信的發(fā)現(xiàn)之一。這個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)紅矮星和圍繞它運(yùn)轉(zhuǎn)的7顆類地行星組成。這個(gè)紅矮星距離我們只有四十光年的距離,以至于我們能夠?qū)λ鼈冞M(jìn)行細(xì)致的調(diào)查。最新的調(diào)查對它們的組成成分有重要的見解。
據(jù)行星科學(xué)雜志報(bào)道,特拉普1號的7個(gè)行星有著驚人相似的密度,這和我們太陽系有很大差異。這一點(diǎn)讓人們尤為感興趣。在太陽系里,如果把氣態(tài)巨行星算進(jìn)來的話,我們熟知的行星的密度差異顯然很大(例如土星,將會浮在水面上)。但即使我們僅僅考慮巖石類行星,我們依然會發(fā)現(xiàn)火星的密度遠(yuǎn)不及金星,水星和地球。
特拉普1號系統(tǒng)的所有行星都被確認(rèn)有陸地,所以他們被認(rèn)為或多或少會包含同種元素,例如鐵,氧,鎂和硅,這些元素所占的比例無疑讓人很感興趣。這八顆行星的密度比我們地球要稍微小一點(diǎn),準(zhǔn)確來說少了8%。為此,科學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了兩種猜想來解釋這種情況。
第一種可能是這八顆行星都富含水分。如果他們和地球的元素組成比例相似,含有5%的水分,那么這就符合這些行星的密度。不過這就意味著這些行星擁有極為豐富的水資源——相比之下地球的水資源占比只有0.1%。研究人員并不認(rèn)為最里面的三顆行星會富含水源,這樣的話如果外面四顆行星和里面三顆干燥的行星密度相同,那就是一種非常奇怪的巧合了。
這個(gè)研究小組仔細(xì)研究了這7顆星的鐵元素組成,給出了更好的解釋:這些行星和地球擁有相同的成分,但鐵元素所占比例要比地球小,這些行星上鐵元素所占質(zhì)量比是21%,而地球高達(dá)32%。另一種可能是,與其說這些行星的鐵含量少,倒不如說這些行星可能有更多的氧化鐵。加入氧元素?zé)o疑會減少它們的密度。以上兩種猜測也許都對。
“這種密度比地球低的原因可能是兩種情形共同作用的結(jié)果——既含有總質(zhì)量較少的鐵元素,也含有一些氧化鐵,它們可能含有比地球更少的鐵元素,并且擁有像火星那樣的氧化鐵。”文章的第一作者埃里克·阿戈?duì)柌┦吭谌A盛頓大學(xué)的一次演講中說。
這項(xiàng)成果可能多虧了2016年開始的對這個(gè)行星系統(tǒng)的持續(xù)觀察。地面和太空望遠(yuǎn)鏡的觀測數(shù)據(jù)對我們更好地了解特拉普1號具有重要的價(jià)值。
“天空中充滿了行星,但在最近的30年里我們才開始揭開他們神秘的面紗,這是為了確定這些行星的宜居性?!眮碜蕴K黎世大學(xué)的合著者卡羅琳·多恩博士總結(jié)說。
相關(guān)知識
TRAPPIST-1,即?2MASS J23062928-0502285,是一顆表面溫度極低的超冷紅矮星,距離地球約39.13光年(12.0秒差距),天球上位于寶瓶座。2017年2月,天文學(xué)家在該恒星周圍發(fā)現(xiàn)7顆類地行星,是已知行星系統(tǒng)中擁有次多類地行星者,僅次于太陽和開普勒90。
由比利時(shí)列日大學(xué)天文物理與地球物理研究所天文學(xué)家米夏埃爾·吉隆(Micha?l Gillon)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)使用位于智利拉西拉天文臺的凌星行星及原行星小望遠(yuǎn)鏡(TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope,TRAPPIST)觀測TRAPPIST-1以尋找是否有系外行星環(huán)繞。借著觀測凌星測光,該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了三顆體積與地球相當(dāng)?shù)南低庑行黔h(huán)繞TRAPPIST-1。較內(nèi)側(cè)的兩顆已經(jīng)被母恒星潮汐鎖定,而最外側(cè)的行星可能位于該系統(tǒng)的適居帶內(nèi)或外側(cè)距離邊緣不遠(yuǎn)處。發(fā)現(xiàn)這三顆行星的團(tuán)隊(duì)自2015年9月至12月對TRAPPIST-1進(jìn)行觀測,并且成果于2016年5月的《自然》期刊。
2017年2月22日,天文學(xué)家宣布在TRAPPIST-1周圍再發(fā)現(xiàn)4顆行星。除了TRAPPIST,參與發(fā)現(xiàn)這4顆行星的望遠(yuǎn)鏡還有甚大望遠(yuǎn)鏡、史匹哲太空望遠(yuǎn)鏡等等。因此環(huán)繞TRAPPIST-1的行星數(shù)量達(dá)到7顆,并且可能至少有3顆行星位于適居帶內(nèi)。因此可以想像,如果該系統(tǒng)其他4顆行星表面如有液態(tài)水存在于某處,也許也是適合生命存在的。
BY: Dr Alfredo Carpineti
FY: 巽辰
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