“葫芦娃”行星横空出世

作者: 顾知行

“葫芦娃,葫芦娃,一根藤上七朵花……”这首《葫芦兄弟》的主题曲,相信很多同学都不陌生。有趣的是,不止动画片里有葫芦娃,宇宙中也有“葫芦娃”哦!

不久前,美国航空航天局宣布,在距离太阳约40光年的名为TRAPPIST-1的恒星系统中,发现了7颗类地行星,大家戏称它们为“葫芦娃”行星。这7颗行星相互之间的距离很近,其中有3颗都位于恒星TRAPPIST-1周围的宜居带范围内,因此理论上有可能存在大气和海洋。有天文学家认为,这一酷似太阳系的行星系,堪称迄今为止寻找外星生命的最佳地点。

太阳系

TRAPPIST-1系

小望远镜带来大惊喜

在发现TRAPPIST-1之前,天文学家在搜寻系外行星和地外生命时,其主要目标都集中在类太阳恒星,而不会选择像TRAPPIST-1这样的红矮星(一般指体积较小、质量不超过太阳三分之一的小型恒星)。毕竟到目前为止,人类是已知的唯一高等智慧生命,要在浩瀚的宇宙中寻找其他高等智慧生命,类似“太阳-地球”系统的天体自然是首选目标。

红矮星TRAPPIST-1

TRAPPIST-1的质量只有太阳的8%,体积比木星略大一点,其表面温度也只有2270摄氏度,差不多是太阳表面温度的一半。TRAPPIST-1辐射的最主要电磁波段也不是我们熟悉的可见光,而是人眼不可见的红外波段。

最早发现TRAPPIST-1拥有行星的是比利时列日大学的米歇尔·吉伦带领的科研小组,他们的观测设备是两架分别位于智利和摩洛哥的口径只有60厘米的小望远镜。虽然望远镜口径不大,但这个项目将观测目标锁定为比较“另类”的目标——60颗低温红矮星和褐矮星(构成类似恒星,但质量不够大,不足以在核心点燃聚变反应的气态天体),独特的角度最终带来了意外的惊喜。

2016年,吉伦的小组利用位于智利的小望远镜,确认红矮星TRAPPIST-1拥有3颗类地行星。随后各大空间、地面望远镜都将自己的焦点对准了这颗默默无闻的红矮星,包括著名的美国航天局斯皮策空间望远镜等。在这些观天利器的共同努力下,天文学家最终确认TRAPPIST-1拥有7颗类地行星,它们最终被编号为TRAPPIST-1b、c、d、e、f、g、h。

“葫芦娃”上似无生命存在

在“葫芦娃”七兄弟当中,e、f和g这3颗行星被认为是最有可能存在液态水的。尽管TRAPPIST-1的亮度相比太阳而言要微弱得多,但因为它们距离TRAPPIST-1很近,所以接收到的中心辐射也不算弱——e接收到的光和地球所接收的太阳光差不多,f上的光和火星上的相似。

但是因为距离近,问题也随之而来,这7颗行星很可能都与母恒星形成了潮汐锁定,就好像地球的卫星月球一样,它们总是以同一面朝向母恒星。因此在这7颗行星上,可能永远是“一半是海水,一半是火焰”的状况。所以这些行星上倘若存在生命,还真得有不可想象的韧劲才行。

TRAPPIST-1系统的某颗行星表面想象图

更何况,TRAPPIST-1还是颗非常年轻的红矮星,大约只有5亿岁(太阳已经45亿岁了),幼年时期的恒星是非常不稳定的,时不时就会爆发一下。这种不定期的爆发,带给其行星小伙伴的则是漫天的紫外线、X射线等电磁辐射,这些辐射对于生命起源可不是什么好消息。就好像紫外线灭菌一样,大量的电磁辐射倾泻到行星上,对于刚刚起源的生命可谓灭顶之灾。

坏消息还没有完,根据计算机模拟的结果,距离母恒星如此之近的另一种下场,就跟太阳系的金星一样,会遭遇完全不受控的温室效应,整颗行星会变得如炼狱般高温难耐。

然而,我们不必过早地定下悲观结论。未来,人类必然会探测分析出这7颗行星的大气成分,如果确认其中有氧气、甲烷等“生命标志”气体,我们又可以好好期待一番了。

TRAPPIST-1系统示意图

(插画绘制/涂图图)