地球“三兄弟”現(xiàn)身 可能具備宜居條件
發(fā)布時(shí)間：2016-05-13
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5月2日，由比利時(shí)列日大學(xué)天文學(xué)家邁克爾·吉隆領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，在《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表研究報(bào)告，稱(chēng)他們?cè)陔x地球39光年的一顆紅矮星附近發(fā)現(xiàn)了三顆與地球大小相近的行星，這些行星可能具備宜居條件。
這顆發(fā)著微光的紅矮星地處水瓶座星系，是被天文學(xué)家用位于智利的TRAPPIST望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，因此被命名為“TRAPPIST-1”。
“如果想在太陽(yáng)系外找到生命，迄今為止，這三顆新發(fā)現(xiàn)的行星是最佳機(jī)會(huì)。”該研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)。德國(guó)《焦點(diǎn)》周刊甚至評(píng)論說(shuō)：“5月2日是令地球人興奮的一天，科學(xué)家們找到了‘地球的兄弟’。”
“獵”到類(lèi)地行星
在智利北部山區(qū)的拉西亞天文臺(tái)，有一座直徑60厘米的望遠(yuǎn)鏡，探測(cè)和捕捉著星空中的奧秘，這就是TRAPPIST望遠(yuǎn)鏡。它所在的項(xiàng)目屬于比利時(shí)列日大學(xué)天文、地理與海洋學(xué)系，設(shè)備也由該校的天文學(xué)家在比利時(shí)遠(yuǎn)程操控，吉隆是項(xiàng)目牽頭人之一。
從2015年9月到12月，吉隆的團(tuán)隊(duì)利用TRAPPIST觀(guān)測(cè)了62個(gè)夜晚。他們通過(guò)光影有規(guī)律地變化來(lái)判斷是否有圍繞恒星公轉(zhuǎn)的行星存在，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TRAPPIST-1每隔一定時(shí)間就會(huì)變暗，這說(shuō)明有物體在它面向地球的一側(cè)經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)分析之后，研究團(tuán)隊(duì)最終找到了這三顆行星。
“這就好像一個(gè)蛾子遮住了燈泡的光一樣。”中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員茍利軍打了個(gè)比方，接著解釋說(shuō)，“這種觀(guān)測(cè)方法叫作‘transit’，翻譯成掩食，就是行星經(jīng)過(guò)恒星前面，導(dǎo)致恒星亮度稍微變小的現(xiàn)象。雖然亮度變化不大，但是現(xiàn)在的望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)能夠探測(cè)到這種微小變化。”
因?yàn)椴荒芟耖_(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡那樣一次性觀(guān)測(cè)10萬(wàn)顆行星，吉隆團(tuán)隊(duì)的觀(guān)測(cè)方法一度被認(rèn)為充滿(mǎn)風(fēng)險(xiǎn)，但最終，天文學(xué)家的堅(jiān)持收獲了這次重要發(fā)現(xiàn)。這是人類(lèi)第一次在“超冷矮恒星”周?chē)矮C”到類(lèi)地行星的存在，而且是一次性發(fā)現(xiàn)“三個(gè)世界”。
“這類(lèi)小行星是我們的首選，因?yàn)樗鼈兛赡苁俏覀冇矛F(xiàn)有科技可以發(fā)現(xiàn)生命的唯一類(lèi)地行星。”吉隆說(shuō)。
可能處于宜居帶中
TRAPPIST-1是顆名副其實(shí)的矮星。它的大小只有地球的1/8，質(zhì)量約是太陽(yáng)的1/10，溫度只有太陽(yáng)的一半，亮度是太陽(yáng)的1/2000。雖然它距離地球很近，但它太暗太紅，肉眼和業(yè)余水準(zhǔn)的望遠(yuǎn)鏡都無(wú)法觀(guān)測(cè)到它。
其實(shí)，在銀河系中，像TRAPPIST-1這樣的超冷矮恒星多如牛毛，靠近太陽(yáng)的恒星中有15%都是這種。但TRAPPIST-1的獨(dú)特性，正在于有三顆行星環(huán)繞著它。
對(duì)于三顆行星如何圍繞TRAPPIST-1公轉(zhuǎn)，研究人員稱(chēng)，TRAPPIST-1的引力可能迫使三顆行星形成“潮汐鎖定”。一旦有一顆行星與矮星“潮汐鎖定”，它就會(huì)一直以同一側(cè)面向矮星，如同月球總是以同一側(cè)面向地球。
天文學(xué)家的觀(guān)測(cè)顯示，在圍繞TRAPPIST-1公轉(zhuǎn)的三顆行星中，有兩顆距離矮星的距離比地球到太陽(yáng)的距離要近60~90倍，但這兩顆星接受的矮星輻射量卻分別只有地球接受太陽(yáng)輻射的4倍和2倍，因?yàn)榘潜忍?yáng)暗得多。另一顆行星接受的輻射甚至比地球還少。前兩顆行星公轉(zhuǎn)的周期分別為1.5天和2.4天，第三顆行星的公轉(zhuǎn)周期目前還不能確定，大概介于4.5天到73天。研究人員說(shuō)，由于這顆矮星的溫度比太陽(yáng)低，行星與它之間的距離如此近，正好說(shuō)明這些行星可能處于宜居帶中。
“根據(jù)恒星的溫度大小，可以計(jì)算出來(lái)一個(gè)所謂的宜居帶，只要處于這個(gè)區(qū)域，就有可能有液態(tài)水或者生命存在。”茍利軍說(shuō)，“比如在太陽(yáng)系，地球、火星就是處于宜居帶上。”
這三顆行星每顆直徑只比地球大10%左右。“它們對(duì)于尋找地外生命很有意義。”該研究項(xiàng)目的合作者、美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校的亞當(dāng)·布爾加斯在一份聲明里說(shuō)。
此前，不少科學(xué)家都熱衷于觀(guān)測(cè)與太陽(yáng)大小接近或更大、更亮的恒星，期待能在它們的行星中找到宜居的類(lèi)地行星，TRAPPIST-1這類(lèi)“星光暗淡”的矮星往往不受待見(jiàn)。
但是，由于恒星太亮，會(huì)掩蓋住圍繞它們公轉(zhuǎn)的行星，而超冷矮恒星同時(shí)發(fā)出微弱的紅外光，卻不至于掩蓋周?chē)行堑募?xì)節(jié)。吉隆決定挑選幾個(gè)矮星，帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)試試運(yùn)氣。最終，他們賭贏了。TRAPPIST望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃找到60顆超級(jí)冷矮恒星周?chē)男行恰?BR>
研究團(tuán)隊(duì)在報(bào)告中說(shuō)，這次發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了地外生命研究的新領(lǐng)域，未來(lái)研究前景廣闊。
“這次發(fā)現(xiàn)最主要的就是距離我們比較近，較為容易研究。去年發(fā)現(xiàn)的‘地球大表哥’開(kāi)普勒-452b，距離地球1400光年，相較之下就遠(yuǎn)了很多。”茍利軍說(shuō)道。
對(duì)于天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在對(duì)這三顆類(lèi)地行星的發(fā)現(xiàn)還只是起步，后續(xù)研究還將持續(xù)數(shù)年。
對(duì)于吉隆團(tuán)隊(duì)的新發(fā)現(xiàn)，美國(guó)國(guó)家航空航天局網(wǎng)站也進(jìn)行了報(bào)道，并稱(chēng)哈勃望遠(yuǎn)鏡接下來(lái)將對(duì)TRAPPIST-1星系中三顆行星的大氣進(jìn)行分析。今年12月到明年3月，開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡也會(huì)對(duì)TRAPPIST-1周?chē)莾深w距離更近的行星進(jìn)行觀(guān)測(cè)。“將在2018年發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，估計(jì)也可以對(duì)這些地外行星進(jìn)行觀(guān)測(cè)。”茍利軍說(shuō)。來(lái)源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
