天文學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)惑星系與太陽系相似的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

天文學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)惑星系（TrapPIST-1）與太陽系相似的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

（圖解：惑星系Trappist-1。圖源：NASA Science）

惑星系（Trappist-1）是我們銀河系的鄰居中最吸引人的星系。它距離我們只有40光年，有七顆巖石系外行星，其中三顆位于宜居帶內(nèi)。但是光憑這點(diǎn)不足以證明它真正適合人類居住，因此天文學(xué)家一直在尋找這個(gè)星系的特征，以告訴我們更多關(guān)于它的歷史。

現(xiàn)在，有一項(xiàng)驚人的新研究發(fā)現(xiàn)，惑星系的系外行星軌道類似太陽系的行星軌道，是一個(gè)在赤道周圍的平面，圍繞著中心，有點(diǎn)像黑膠唱片。

（圖解：TrapPIST-1和太陽系軌道對比。圖源：Wikipedia）

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將使天文學(xué)家們能夠探測該星系的動(dòng)力學(xué)歷史，從而使得星系模型更加準(zhǔn)確，而且還能實(shí)現(xiàn)對系外行星的宜居性進(jìn)行篩選排除。但是，在恒星周圍發(fā)現(xiàn)行星就意味著它們基本上以與它們形成時(shí)相同的傾角運(yùn)行，所以這使得系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)更容易研究。

截至目前，天文學(xué)家們已經(jīng)在銀河系發(fā)現(xiàn)了超4000個(gè)系外行星，這些發(fā)現(xiàn)表明太陽系是多么的普通又不普通。而且，天文學(xué)家已經(jīng)對不少系外行星的軌道排列進(jìn)行了測量，許多近軌道氣態(tài)巨行星表現(xiàn)出恒星傾角，即一顆恒星的系外行星以與恒星自轉(zhuǎn)軸成斜角的方式運(yùn)行。

多行星系統(tǒng)往往不那么傾斜，以前從沒有人測量過多巖石的、像地球一樣的惑星。因?yàn)楹阈莾A角是基于羅斯特-麥克勞克林效應(yīng)（Rossiter-McLaughlin effect）測量出的，這種效應(yīng)很難在像惑星一樣小而微弱的恒星上被觀測到。

（圖解：Trappist-1行星表面的藝術(shù)想象圖。圖源：Spitzer）

惑星系是如何運(yùn)作的呢？當(dāng)我們在觀察運(yùn)行中的恒星時(shí)，旋轉(zhuǎn)著靠近我們的一側(cè)發(fā)出的光將被壓縮成更高的頻率，更靠近光譜的藍(lán)色端，這稱之為藍(lán)移。另一方面，旋轉(zhuǎn)著遠(yuǎn)離我們的一側(cè)發(fā)出的光被拉伸成較低的頻率，稱為紅移。

當(dāng)一個(gè)行星圍繞著那個(gè)恒星運(yùn)動(dòng)時(shí)，你可以根據(jù)首先被阻擋的波長類型來判斷它的行進(jìn)方向。這顆系外行星投射出一個(gè)行進(jìn)的多普勒陰影，產(chǎn)生一種扭曲，可用于直接模擬軌道傾角。

惑星是一個(gè)紅矮星，這意味著它很小而且微弱。所以在以前，羅斯特-麥克勞克林效應(yīng)很難被觀測到，但是現(xiàn)在位于夏威夷的昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡（又叫斯巴魯望遠(yuǎn)鏡，Subaru Telescope）最近配備了紅外多普勒 (IRD)，這是一種分辨率足夠高的新型紅外光譜儀，可以將其識別出來。

（圖解：位于夏威夷的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡。圖源：Subaru Telescope官網(wǎng)）

幸運(yùn)的是，接下來在2018年8月31日的晚上，惑星的三顆系外行星將會(huì)經(jīng)過這顆恒星，研究團(tuán)隊(duì)便可以采集到大量的觀測數(shù)據(jù)。他們采集完數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，其中只有一顆行星顯示了多普勒陰影，但是這也說明了軌道傾角幾乎為零。

不過因?yàn)檫€有相當(dāng)大的誤差幅度，我們還不能下定結(jié)論，不能完全排除軌道錯(cuò)位的可能性，但是這個(gè)發(fā)現(xiàn)確實(shí)為惑星系統(tǒng)提出了一些有趣的可能性。

（圖解：TrapPIST-1 行星經(jīng)過其宿主恒星的概念圖。圖源：Wikipedia）

在恒星形成的過程中，被一個(gè)大而平坦的盤狀塵埃和氣體包圍著。當(dāng)恒星完整形成后，剩余的塵埃和氣體形成了系統(tǒng)中其余的部分。這就是為什么太陽系的行星排列得如此整齊，而不是四處散落——因?yàn)闆]有任何東西擾亂它們的排列，所以它們只是原地不動(dòng)。

如果惑星的系外行星處于一個(gè)整潔、平坦的赤道平面上，則他們很有可能就待在出生地。然而，行星聚集在離它們恒星很近的地方，這意味著這種緊湊的安排可能是逐漸向內(nèi)遷移的結(jié)果，而不是任何其他破壞性的因素導(dǎo)致的。

這也意味著沒有大的引力擾動(dòng)更有可能產(chǎn)生和平的、宜居的行星，盡管我們?nèi)匀恍枰嗟膶彶椴拍艿贸龃私Y(jié)論。

但就目前為止，團(tuán)隊(duì)的工作已經(jīng)是一種巨大的進(jìn)步?！熬臀覀兯覀儗笮窍刀嗥绽疹l移的觀測是人類第一次對這樣一個(gè)低質(zhì)量的恒星進(jìn)行的觀測，盡管數(shù)據(jù)十分有限?！彼麄冊谡撐闹袑懙馈！皼]有其他的研究結(jié)果是關(guān)于溫度低于3500k的恒星的。通過使用 IRD 和其他新的高分辨率紅外光譜儀進(jìn)行額外的觀測，將為了解低質(zhì)量恒星周圍行星系統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)打開一個(gè)新窗口。”

BY:?MICHELLE STARR

FY:?小倩

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