研究表明Trappist

焦饭转锅巴速

七颗类似地球的行星围绕着Trappist-1恒星运行，但是它们中的任何一颗都可能存在生命吗？(图片来源:美国宇航局/JPL加州理工学院)

据美国太空网（ Tereza Pultarova）：多年来，科学家们一直在争论围绕Trappist-1恒星的七颗迷人行星上存在生命的可能性，Trapp ist-1恒星是我们太阳系以外最著名的行星系统。原因？尽管这些行星中有几个在它们的恒星的可居住带(恒星周围的区域，液态水可以存在，因为温度刚刚好)中运行，但这些世界并不总是如此舒适。

在过去，Trappist-1系外行星的条件要恶劣得多，因为它们的母星过去要热得多。科学家们先前认为，在那数亿年的炙热岁月中，任何可能被困在这些行星岩石中的水都会蒸发并消散到太空中。当然，这将毁掉我们所知的Trappist-1行星发展生命的机会。

但是，一项基于行星大气演化的新型建模技术的新研究表明，Trappist-1系外行星上的生命可能不会全部消失。

法国波尔多大学的天文学家弗兰克·塞尔西斯(Franck Selsis)和他的同事并没有开始证明类似地球的系外行星围绕一颗距离地球40光年的小型冷恒星运行的诱人系统可能存在生命。相反，他们对富含水的行星大气的现有模型的原始性质感到沮丧。他们想创造一些更现实的东西——一些考虑到那些行星上实际大气条件的东西，而不仅仅是一套理论假设。

发展大量富含水的大气层是海洋世界进化的关键一步。因此，更好地了解这些大气可能有助于科学家更准确地限制宇宙中生命可能存在的位置。根据目前的理论，当行星形成时，它们的水包含在岩石中。但是由于这些萌芽行星早期的强大火山作用，这些水蒸发到大气中。当条件合适时，水蒸气有机会凝结并形成液态海洋，生命可能会在其中出现。但是什么时候条件合适仍然是个问题。

“过去，当我们对这些大气建模时，我们做了一个非常强的近似，即这些大气是对流的。这意味着恒星辐射沉积在行星表面很深的地方，能量通过对流运动上升和下降，”塞尔西斯告诉Space.com

“热空气上升，冷空气下降，我们假设这是能量从大气中传输出去，然后辐射出去(进入太空)的主要方式，”他继续说道。“这使得我们的生活简单多了，因为当对流是大气中的主要驱动力时，我们知道温度的梯度，我们知道温度如何随压力变化。这只是与你向大气中加入的气体种类有关。”

但是在真实的星球上事情并没有这么简单。



行星大气演化的新模型得出了与早期模型不同的结果。(图片鸣谢:弗兰克·塞尔西斯)

Selsis解释说，覆盖行星的气体的不透明度随着高度的变化而变化，影响了多少热量被截留在内部，多少热量逃逸到外层空间。很长一段时间，科学家们无法对这些变量建模。这些不透明度的变化，以及它们对大气中其他过程的影响，仍然是一个谜。这使得Selsis和他的同事们怀疑早期模拟的结果可能是错误的，因为早期模拟没有包括这些信息。

“我们对对流假说并不完全满意，”塞尔西斯说。“其中一个原因是，在非常深的大气层中，到达表面的光线很少。可能不足以驱动对流。”

这就是Trappist-1系统发挥作用的地方。先前的模型表明，大气层富含水的行星接受的阳光仅比地球多10%左右，因此会迅速产生恶性温室效应，这是由某些气体促进的吸热过程，是地球气候变化的罪魁祸首。因为水蒸气是一种强有力的温室气体，随着水从行星的岩石中不断蒸发，大气中水蒸气的浓度上升，行星表面的温度也会上升。最终，行星变得如此之热，以至于它的地壳和地幔融化成岩浆的海洋，将岩石中残留的水释放到大气中。



整个Trappist-1系统将适合太阳系最内层行星水星的轨道。幸运的是，母星比我们的太阳冷得多。(图片来源:美国宇航局/JPL加州理工学院)

在数十亿年的时间里，随着强大的恒星风冲击着地球，这些大气中的水逐渐消散到太空中。地球的更热的同胞金星，比地球离太阳近2500万英里(4000万公里)，被认为遇到了这样的命运。Trappist-1可居住区的行星也是如此。虽然Trappist-1恒星比我们太阳系中心的恒星更小更冷，但它的所有七颗行星的轨道距离都比太阳和太阳系最内层行星水星之间的距离短得多。

塞尔西斯说:“像Trappist-1这样的小型红色恒星的亮度会随着时间的推移而降低。”“当Trappist-1系统形成时，现在位于可居住区内的行星，那里可能存在水，亿万年来受到的辐射比今天多得多，这意味着如果它们有水，这些水应该已经蒸发了。”

然而，Selsis开发的新模型表明，尽管所有这些行星在早年的条件无疑是地狱般的，但它们可能还没有热到足以将行星的地壳和地幔熔化成岩浆。这意味着大量的水可能存在于岩石中，持续到母星冷却的后期。因此，液态水的海洋可能已经在这些行星上形成，这些行星今天可能孕育着繁荣的生命。

最终，这些发现可能会对我们在太阳系外发现生命的机会产生巨大的影响，因为像Trappist-1这样的小型冷恒星，称为红矮星，是迄今为止我们银河系中最常见的恒星类型。

最终，研究人员还表示，这些结果将有助于科学家更好地解释詹姆斯·韦伯太空望远镜的发现，该望远镜除了探索早期宇宙外，还在银河系的系外行星上寻找水的痕迹。

这项研究发表在周三(8月9日)的《自然》杂志上。