不是所的恒星都像太陽(yáng)，所以不是所有的行星系統(tǒng)都能以同樣的期望被研究。由華盛頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家小組進(jìn)行的一項(xiàng)新研究為圍繞特拉皮斯-1（TRAPPIST1）恒星的七顆行星提供了最新的氣候模型。

這項(xiàng)工作還可以幫助天文學(xué)家更有效地研究與太陽(yáng)不同的恒星周圍的行星，更好地利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡有限而昂貴的資源。華盛頓大學(xué)的博士生，也是11月1日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》(Astrophysical Journal)上的一篇論文的第一作者安德魯·林考斯基(Andrew Lincowski)說(shuō)：我們正在模擬不熟悉的大氣，而不僅僅是假設(shè)我們?cè)谔?yáng)系看到的東西在另一顆恒星周圍看起來(lái)是一樣的，進(jìn)行這項(xiàng)研究是為了展示這些不同類型的大氣可能是什么樣。

博科園-科學(xué)科普：研究小組簡(jiǎn)單地發(fā)現(xiàn)，由于早期的恒星階段非常熾熱、明亮，這顆恒星的所有七個(gè)世界可能都像金星一樣演化，早期的海洋可能已經(jīng)蒸發(fā)，留下稠密、無(wú)法居住的大氣層。然而一顆名為trappist - 1e的行星，可能是一個(gè)像地球一樣的海洋世界，值得進(jìn)一步研究。trappist - 1距離39光年或大約235萬(wàn)億英里，是一顆恒星，一顆相對(duì)較冷的“M矮星”（宇宙中最常見(jiàn)的一種）其質(zhì)量約為太陽(yáng)的9%，半徑約為太陽(yáng)的12%。TRAPPIST-1的半徑只比木星稍大一點(diǎn)，盡管它的質(zhì)量要大得多。TRAPPIST-1的所有七顆行星都和地球大小差不多，其中三顆行星（標(biāo)記為e、f和g的行星）被認(rèn)為位于宜居帶

這是圍繞一顆恒星的一大片空間，在那里，一顆巖石行星的表面可能有液態(tài)水，從而給生命一個(gè)機(jī)會(huì)。trappist - 1d位于宜居帶的內(nèi)邊緣，而更遠(yuǎn)的trappist - 1h則沿著該區(qū)域的外邊緣運(yùn)行。這是一個(gè)完整的行星序列，它能讓我們深入了解行星的演化過(guò)程，特別是圍繞著一顆與我們非常不同的恒星的演化過(guò)程，這只是一個(gè)金礦。以前的論文已經(jīng)對(duì)TRAPPIST-1世界進(jìn)行了建模，但是他和他的研究小組“試圖在輻射和化學(xué)方面做我們能做的最嚴(yán)格的物理模型——盡可能地使物理和化學(xué)正確。該團(tuán)隊(duì)的輻射和化學(xué)模型為每一種可能的大氣氣體創(chuàng)建光譜或波長(zhǎng)簽名，使觀測(cè)者能夠更好地預(yù)測(cè)在系外行星大氣中尋找這些氣體的位置。

當(dāng)氣體實(shí)際上韋伯望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的痕跡或其他，天文學(xué)家將使用觀測(cè)的光譜來(lái)推斷起伏擺動(dòng)氣體現(xiàn)在和比較，像這樣的研究工作說(shuō)一些關(guān)于地球的組成、環(huán)境，也許它的演化歷史。人們習(xí)慣于考慮一顆圍繞類似太陽(yáng)的恒星運(yùn)行的行星的宜居性。但是M矮星非常不同，所以你必須考慮到大氣中的化學(xué)效應(yīng)，以及化學(xué)如何影響氣候。將陸地氣候模型與光化學(xué)模型相結(jié)合，研究人員模擬了TRAPPIST-1中每個(gè)世界的環(huán)境狀態(tài)。

模型表明：

1、離恒星最近的特拉皮斯-1 b是一個(gè)熾熱的星球，熱得連像金星那樣的硫酸云都無(wú)法形成。

2、行星c和d從恒星獲得的能量略高于金星和地球從太陽(yáng)獲得能量，可能像金星和金星一樣，具有稠密、無(wú)法居住的大氣層。

3、TRAPPIST-1 e是七種中最有可能在溫和的表面上放置液態(tài)水，并且是考慮到可居住性進(jìn)一步研究的一個(gè)很好選擇。

4、f、g和h可能與金星類似，也可能是冰凍的，這取決于行星在演化過(guò)程中形成了多少水。

實(shí)際上TRAPPIST-1的任何行星或所有行星都可能是類金星，任何水或海洋都會(huì)被長(zhǎng)期燒掉。當(dāng)水從行星表面蒸發(fā)時(shí)，恒星發(fā)出的紫外光會(huì)分解水分子，釋放出氫，氫是最輕的元素，可以逃脫行星的引力。這可能會(huì)留下大量的氧氣，這些氧氣會(huì)留在大氣中，不可逆轉(zhuǎn)地將地球上的水帶走。這樣一顆行星可能有一個(gè)厚厚的氧氣大氣層——但不是由生命產(chǎn)生，而且與目前觀察到的任何東西都不同。如果這些行星最初比地球、金星或火星有更多的水，這是可能的，如果TRAPPIST-1 e行星在這一階段沒(méi)有失去所有的水，今天它可能是一個(gè)水的世界，完全被全球海洋覆蓋。在這種情況下，它的氣候可能與地球相似。這項(xiàng)研究更多的是著眼于氣候進(jìn)化，而不是為了判斷行星的宜居性。

他計(jì)劃未來(lái)的研究更直接地集中在模擬水行星和生命機(jī)會(huì)上。在我們知道這個(gè)行星系統(tǒng)之前，對(duì)地球大小的行星的大氣可探測(cè)性的估計(jì)看起來(lái)要困難得多。這顆恒星如此之小，將使該行星大氣中的氣體(如二氧化碳)的特征在望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)中更加明顯。我們可能會(huì)通過(guò)即將到來(lái)的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡看到TRAPPIST-1行星。形成類地行星演化的過(guò)程對(duì)于類地行星是否適宜居住，以及我們解釋生命跡象的能力都至關(guān)重要。這篇論文表明，可能很快就能在外星世界中尋找到這些過(guò)程的潛在可探測(cè)的跡象。位于寶瓶座的TRAPPIST-1是根據(jù)陸基凌日行星和星子小型望遠(yuǎn)鏡命名，2015年該設(shè)施首次發(fā)現(xiàn)了圍繞它的行星的證據(jù)。

博科園-科學(xué)科普｜參考期刊文獻(xiàn):《天體物理學(xué)》

研究/來(lái)自：華盛頓大學(xué)

DOI: 10.3847/1538-4357/aae36a

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