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哈伯望远镜检测,TRAPPIST-1 外围行星有机会找到水

2024-05-16 212

2017 年 2 月,科学家确认了环绕“TRAPPIST-1”超冷矮星的行星数量达到 7 颗,且至少有 3 颗位于适居带,唯一令人惋惜的是行星与母星的超近距离可能足以蒸发掉星球上所有水汽。现在,一个国际天文团队利用哈伯太空望远镜检测,估计最外围的几颗小行星地表仍然有机会找到水。

欧洲太空总署(ESA)指出,由瑞士日内瓦大学天文学家 Vincent Bourrier 领导的国际团队利用 NASA 哈伯太空望远镜的成像光谱仪(STIS),在 3 个月内研究了“TRAPPIST-1”系统各个行星于过去 80 亿年接收的紫外线(UV)辐射量,依此推测行星表面可能蒸发了多少水、还剩下多少。

Vincent Bourrier 说,紫外线辐射是行星大气演化的重要因素,在光解离(photodissociation)作用下(注),较低能量的紫外光可将水分子分解成行星表面的氢原子和氧原子,而较高能量的紫外光可将行星上层大气的水蒸气分解成氢气和氧气。由于氢气非常轻,可以逃离至外太空并被哈伯望远镜检测。

观察结果发现,系统最内部的两颗行星“TRAPPIST-1b”和“TRAPPIST-1c”,于过去 80 亿年蒸发的水分含量高达地球海洋的 20 倍;但位于适居带的外部行星“TRAPPIST-1e”、“TRAPPIST-1f”、“TRAPPIST-1g”只蒸发了 3 倍地球海洋的水量,这表示内部行星的表面可能已经“烧焦”了,但外部行星的地表仍有很大机会存在水,成为生命起源地。

天文学家对于“TRAPPIST-1”系统既期待又怕受伤害,因为围绕着母星的 7 颗行星轨道都远小于水星环绕太阳的轨道,“TRAPPIST-1b”及“TRAPPIST-1c”与母恒星的距离甚至只有地球与月球距离的 1.6 倍。这 7 位邻居会在彼此的天空交错出现,且某些情形下,肉眼观测到的直径会是地球上所见月球直径的数倍。

不过,水的形成固然重要,但仍不足以保证该环境具备存活条件。来自哈佛史密森天体物理中心(CfA)的科学家杰里米·德雷克(Jeremy Drake)曾表示,“我们绝对不会说人类应该放弃从红矮星上寻找系外生命,但我们的工作也表明,我们应将目标尽可能地瞄准更像太阳的恒星系统。”

Bourrier 也说,目前利用哈伯望远镜搜集到的行星含水量数据并没有最终结论,即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜才是寻求外星水资源的最佳候选人。

注:光解离(photodissociation)作用:当分子吸收一定程度的光子能量时,分子会直接解离成原子,比如一个氢分子需要 400kJ / mol 的能量,来吸收 300 奈米波长的紫外光解离成氢原子。
  • HUBBLE DELIVERS FIRST HINTS OF POSSIBLE WATER CONTENT OF TRAPPIST-1 PLANETS
  • TRAPPIST-1 is Older Than Our Solar System

(首图来源:NASA)

延伸阅读:

  • TRAPPIST-1 高龄 98 亿岁,成探索系外生命最佳星选
  • 七颗有三颗在适居带并可能有水,NASA 公布地外行星系统 TRAPPIST-1
2019-03-18 01:31:00

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