NASA又搞大新闻:40光年外有7颗类地行星,说明啥?

作者: Phil Plait

来源: 果壳网

发布日期: 2017-02-23

NASA发现40光年外有7颗类地行星绕着一颗红矮星旋转,这些行星的大小与地球类似,其中几颗可能拥有适宜的表面温度。这一发现是通过凌星法实现的,即通过观测行星遮挡恒星星光的现象来判断行星的存在。这一发现令人兴奋,因为它不仅揭示了行星系统的多样性,还为未来的天文观测提供了新的目标。

NASA又搞了个大新闻:天文学家发现了7颗行星,绕着离我们不远的一颗恒星旋转!还不只是如此,所有这些行星的个头都跟地球差不多,其中几颗到它们的“太阳”距离刚好,可能拥有适宜的表面温度。这颗恒星被称为2MASS J23062928-0502285,不过现在,所有人都称它为TRAPPIST-1,因为这些行星是用TRAPPIST望远镜发现的。

7颗行星中,有3颗行星是在2016年就被宣布发现的。天文学家用来找到它们的方法是凌星法,这是目前最成功的一种搜寻太阳系外行星的方法。理论上很简单:如果一颗行星绕着一颗恒星旋转,而我们又刚好处在它公转轨道的侧面,那么每一次这颗行星运行到那颗恒星和我们之间的时候,它都会遮挡掉一点点星光。

TRAPPIST-1是一颗个头很小、温度较低的恒星——这类恒星被称为M8型红矮星。它的质量只有太阳的8%,半径是太阳的10%,亮度微弱到只有太阳的1/2000。对于搜寻行星的天文学家来说,这些信息可谓好坏参半。这颗恒星相对黯淡,所以很难测量它星光之中的细微变化。所幸,它离我们不远,只有不到40光年,所以尽管本身很暗,我们仍然可以把它看个清楚。

如果你知道恒星的大小,又测出了凌星时有多少星光被行星遮挡,你就能够算出那颗行星有多大——因为星光变暗的幅度取决于恒星和行星的相对面积。2016年率先发现的那3颗行星,根据凌星时遮挡的星光来判断,它们的大小与地球类似。不过天文学家发现,它们凌星的时刻一直在发生细微变化,这让人非常兴奋:这意味着,这个行星系统中可能拥有更多行星,后者的引力拉扯着那3颗已知的行星,轻微地改变着它们的轨道周期。

天文学家还从凌星中得出了更多信息。行星凌星现象持续的时间长短,与它环绕恒星的公转速度有关,因而也就跟它到恒星的距离有关。根据观测数据,所有7颗行星绕这颗恒星的公转轨道,都比水星绕太阳的轨道要近得多得多。最内侧的那颗行星,1b,轨道周期只有1.5个地球日!也就是说,它每36个小时就绕那颗恒星公转一圈。就算是最外侧的那颗行星,1h,周期也只有14-25天,用不了一个月就能绕恒星转完一圈。

说到这里,我必须要非常谨慎才行:这些行星的质量,我们只是估算的,并不直接测量出来的。这些行星彼此之间通过引力相互拉扯,因此每颗行星凌星的确切时刻都在发生变化。它们的质量就是根据这些变化推测出来的。所以,我们并不是非常确切地知道它们的真实质量,更不清楚它们是否拥有大气,到底由什么物质构成。我们确切了解的,只有它们的大小和轨道周期。其他所有信息,都是据此推测出来的。

尽管跟外星生命没什么关系,但这一发现仍然令人兴奋!这个行星系统离我们只有40光年,这本身就是一个大新闻。这意味着,借助口径更大、威力也更大的望远镜,后续观测能够揭示更多的信息。举例来说,预计明年发射升空的韦布空间望远镜,将有能力观测这个系统中的单颗行星,判断它们是否拥有大气,甚至检测大气中的特定化学成分,比如臭氧。

已经被发现的这些行星,足以得出现代科学史上最惊人的结论之一:银河系里行星的数量要比恒星更多!不是每颗恒星都拥有一颗行星,而是许多恒星都拥有多颗行星,比如我们的太阳,比如TRAPPIST-1,因此银河系本身或许就拥有成千上万亿颗行星。这其中又有多少会像我们这颗蔚蓝色的地球一样?我们已经找到了少数可能符合这一标准的行星,而我们的搜寻工作其实才刚刚开始。

我们的技术越来越先进,方法也越来越纯熟,几乎每一天,我们都在发现更多的行星。

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