天文学家团队对 TRAPPIST 恒星系的气候进行模拟!

文章作者:bianji3 | 2018-11-23
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  在迄今为止发现的近 4000 个系外行星中,没有一个像 TRAPPIST-1 那样如此吸引科学家的注意力。

  这个恒星系由七个与地球大小相近的行星组成,它们围绕着一颗红矮星运行、且其中有三个位于宜居带内,意味着生命存在的可能。

  有鉴于此,华盛顿大学领导的一支天文学家团队,对 TRAPPIST 恒星系潜在的各种气候模式,进行了一番模拟。

 

  气候“温和”的 TRAPPIST-1 f 系外行星,可能长这个样子(但也真实环境也可能令人窒息)。

  当我们在太空中寻找生命时,倾向于从与地球环境相仿的地方开始, 毕竟这是我们迄今唯一知道有生命存在的地方。

  然而我们所在的这颗蓝色星球,似乎是跳出规则的一个例外。鉴于红矮星是宇宙中最常见的恒星,所以我们也要对其进行检视,看这里是否有创造生命的适当条件。

  在这项新研究中,团队对恒星发出的光、辐射、以及与七颗行星大气的相互作用进行了物理模拟,以确定它们可以演变出哪些不同的气候。

  研究一作 Andrew Lincowski 表示:

  我们正在模拟不熟悉的环境,而不仅仅是假设我们在太阳系中看到过的事情,以展示这些不同类型的大气是个什么样子。

  这一连串的行星,让我们得以洞察行星的演变,特别是围绕一颗与太阳系截然不同的恒星,这是一座有待挖掘的金矿。

 

  TRAPPIST-1 系统里的七颗行星,如上图所排列(via:NASA / JPL-Caltech)

  与太阳相比,TRAPPIST-1 微小而低温。 因此行星的密度需要堆积得足够近,才能确保其温度足够支撑液态水的存在。

  遗憾的是,红矮星通常比太阳更加活跃。撞击其行星的额外辐射,很容易将生命扼杀于摇篮之中。

  根据该团队的气候模拟,最接近该恒星的 TRAPPIST-1 b,将是一个沸腾、完全荒凉的世界。

  队列后续的 TRAPPIST-1 c 和 d 略显温和、但依然很热(类似金星),厚重的大气不适宜生命的存活。

  接下来的 TRAPPIST-1 e,处于一个最佳的位置,被认为是该星系中最有可能存在生命的场所。

  新模型显示,这颗行星有望被全球海洋给覆盖,从而形成近似于地球的气候。

  靠近恒星系边缘的 TRAPPIST-1 f、g 和 h,很可能因为气温太低而冻结、显得有些荒凉。

  不过研究团队指出,模拟的情况并不是绝对的。在现实情况下,所有七颗行星,都有可能是类似于金星的世界 —— 拥有炎热而致密的大气层。

  在这颗恒星的青年时期,可能经历过一个闹腾的阶段 —— 燃烧得更热更亮、破坏了生命存在的机会。

  如果任何一颗 TRAPPIST 行星拥有也太海洋,此时会被高温蒸发掉。而来自恒星的极端紫外线,会将水汽分解成氢气和氧气,而不像降雨那样留在大气层中。

  让氢气逃逸到太空,只留下几乎纯净的氧气,这是以前从未见过的。

  团队表示,这项研究有助于未来的行星望远镜研究(比如詹姆斯·韦伯),以更好地了解任务所需要寻找的宜居性特征。

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