NASA 宣布發現七顆與地球大小相似並可能存在液態水的行星,這意味著什麼?

NASA於2017年2月22日宣布有「重大發現」,將緊急於2月23日召開新聞發布會。隨後通過官網發布,人類在一顆距離地球約40光年遠的恆星周圍發現了七個地球大小的行星,這七顆行星都可能有液態水的存在,其中三顆確定位於宜居帶。更有研究者指出,銀河系中與地球類似的行星可能比我們想像的多得多。

這個發現有什麼樣的重大意義?是否意味著地球外生命,甚至智慧生命存在的可能性比我們想像的大得多?
NASA原文鏈接:https://www.nasa.gov/press-release/nasa-telescope-reveals-largest-batch-of-earth-size-habitable-zone-planets-around


1)距離40光年,算是非常近了

2)3個位於宜居帶

3)紅矮星,約0.08太陽質量,所以這個宜居帶距離恆星非常近

4)相應的,這些行星距離恆星也非常近,結果就是短公轉周期、可能已被潮汐鎖定。且 TRAPPIST-1 常有噴發,大約每周一次,每半年一高潮。總之,行星所受射線粒子流很高

5)但是這些行星彼此之間非常接近,可以說就是地球到月球的距離,彼此之間有強烈重力干擾。因此,即使行星被潮汐鎖定,也很有可能有核心活動及磁場,再加上大氣層,具有一定抗粒子射線的能力

6)這些行星這麼近,不可能形成的時候就是如此,再考慮到TRAPPIST-1 比較年輕,整個星系的穩定性有待觀察

7)JWST 18年秋上天,預計行星的大氣成分可在5年獲得,這個信息對到底是否宜居,是否可能有生命影響比較大

最後,這種「宜居帶」內的行星以後會越多,我們因該思考一下,為何文明好像僅地球一家


目前,天文學主要從三個方面來研究行星起源與演化:1.探索太陽系本身,這就像在「考古」,需要發射探測器到太陽系內的行星、小行星上去展開分析研究工作;2.尋找並測量系外行星,找到其數目和物理性質,這是在做「人口普查」;3.在紅外光的信息中,為那些行星「檢查身體」,探測它們的出生環境及大氣環境。

而NASA公布的這個系外行星系統,其意義在於第2點,它給了我們許多啟發

TRAPPIST-1是一顆比太陽小很多的恆星,只有相當於0.08個太陽的質量。這種類型的恆星數目比太陽這樣的恆星要多得多。其質量很小也能擁有如此之多的行星系統,便更能說明行星的存在是一種普遍現象。

而在大約0.06個天文單位,也就是900萬公里,或者相當於20倍地球到月球的距離內,能夠擠滿至少7顆地球大小的行星,不得不說,對地球居民而言也可以稱得上是一種奇觀了。而這個緊密的行星系統的「前世今生」又是如何呢:7顆行星的產生是「就地取材」,還是生在別處後隨著環境變化遷徙到目前的位置?以後又會穩定存在嗎?它們從出生到現在很有可能經歷過不平凡的旅程,這便接下來的研究需要考慮的問題,這個系統的新發現讓我們知道「原來還可以這樣」。

(圖:TRAPPIST-1系統的軌道示意圖)

除此之外,這個發現是否意味著地球外生命,甚至智慧生命存在的可能性比我們想像的大得多?

新的發現除了對太陽系的起源具有重要意義,也啟發了人們對地外生命的思考。行星上的生命科學進程依賴於整個系統的物理、化學與動力學環境。這些環境的不斷變化會對生物進化產生巨大影響。

而地外生命的探索有兩扇窗口:直接通訊窗口與具有生命特徵的窗口。前者的窗口期很窄,智慧生命的歷史相對於行星的年齡來說非常短暫,所以這種類型的智慧生命——「外星人」很難被找到。但是,對於後者,我們是能夠找到其「存在概率」的。以46億年歲數的地球為例,雖然「人」及能發射電磁波的時代的歷史相對極短,但地球產生後不久便有了生命的存在,並一直未被完全滅絕過,而氧氣含量明顯的年代則超過4.5億年,到目前為止達到了地球年齡的10%,外星生命足以在對地球的光譜觀測中探測到這一點並確認這裡一定有生命。

人類這樣的智慧生物所能主動做到讓外星人來發現我們的事情,也不過是發射無線電脈衝或宇宙飛船,兩者即便能勝任歲月的洗禮,卻都敵不過距離的埋葬。目前,發現生命最能實現的方式便是,使用大口徑的紅外望遠鏡,比如下一代大望遠鏡TMT、E-ELT、JWST,在其觀測了系外行星的大氣成分後,可以得到一個生命存在的概率。同樣的,地外智慧生命觀察地球,也極難收到人的信息,而是在分析地球的大氣環境後,能興奮地意識到那裡有生命。

(圖:人類送往外界的阿雷西博信息,1974)

至於水,它的確很重要,但氧分子才是最直接的信息。液態水並不等於生命,它只是生命存在的重要條件,並且它的存在是比較普遍的。而對於我們擁有的認知來說,目前更需要去尋找氧分子:它是生命對周圍物質「污染」後的產物,正因為如此能夠反映出生命的跡象,如果所有的生命不存在的話,大氣中的氧分子便會在短期內因化學反應消失殆盡,或者變得極為微量。

所以,對於新發現的TRAPPIST-1中的行星,下一步要做的是對其大氣成分進行針對性的觀測,2018年,JWST將會被發生升空,或許這架望遠鏡能幫助我們理解生命是否孤獨。

(圖:空間望遠鏡JWST,預計2018年部署)

無論我們找得到,還是找不到生命線索,都是具有意義的,當然,前提是我們有足夠的樣本。對此,又有即將部署的TESS望遠鏡肩負重任,預計它能夠找到數萬個系外行星,使我們獲得更豐富的數據,類似這次的發現會更為普遍。屆時,若茫茫諸星並無生命跡象,或可說明地球的特別;但我們更希望看到璀璨群星之中,有更為奪目的生命信息。

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主要參考及圖片來源:

林潮專訪(已得到授權)

10.1038/nature21360

James Webb Space Telescope

Extraterrestrial life


鑒於宿主恆星是顆光譜型M8V的矮星,結合NASA上半月的這篇文章食用更佳:Red Dwarf Stars#x27; Planets May Face Oxygen Loss

M型星液態水宜居帶和紫外宜居帶重不重合、潮汐鎖定的問題算是老生常談了,記得 @劉博洋在知乎寫過相關文章。有液態水也許可以支持生命存在,但並不代表一定適合地球生物生存啊~

個人相信對M型星系外行星系統的搜尋會有更多發現,而且地球大小的系外行星會很多,但是希望搜尋難度更高的G型星系統能有突破,畢竟太陽是G2V呢。


不再複述新聞和找到的方法,只是評論:

行星科學真是方興未艾啊,能夠隔三差五地爆出來引人眼球的大消息。

只是,個人覺得這個結果的重點只在於利用掩星法找到了一個系外行星系統裡面存在的7顆行星。根據密度計算,它們很有可能是岩石行星。並且,其中6顆位於宜居帶裡面,有可能存在液態水 ——好吧,我還是把新聞結果複述了一遍。

Based on their densities, all of the TRAPPIST-1 planets are likely to be rocky. Further observations will not only help determine whether they are rich in water, but also possibly reveal whether any could have liquid water on their surfaces.

不要嫌我潑冷水:

首先,它們是不是岩石行星還有待確認(很有可能是);並且,有沒有液態水更需要接下來馬上上天的JWST的觀測(很可能沒有)。

以及,在紅矮星周圍找宜居行星是不是就不靠譜?一者找到的行星幾乎全部都是被潮汐鎖定的,二者行星接受的中心恆星的輻射可能很不適合生命活動所需的化學反應過程。

最後,找到非常非常宜居行星跟找到它上面生命存在的證據中間還有很遠的距離,而後者距離我們能跟那個世界發生接觸又隔了萬水千山。令人慶幸的是,我們正在一步一步堅實地邁向最終的目標。


另外,行星位於宜居帶里和存在液態水的可能有沒有概念上的重複?或者新聞為了博人眼球故意指出可能有液態水的存在?


你以為的『可能』是50%

其實NASA說的是0.00000000000001%


謝邀
在浩瀚星海中,恆星可能比地球上的沙子還多的情況下,能發現幾個在habitable-zone里的行星不算稀奇,可以在Wiki上查查數據:
List of potentially habitable exoplanets

conservative habitable zone

optimistic habitable zone

所有這類行星的前提條件都是觀察下是岩石結構(區別於氣體星行)和很可能在表面存在液態水,可見這麼多年的宇宙探索里發現的類地球行星還是不少的,而且有一顆還是只有4光年左右距離,有生之年很可能有機會實現星際旅行,一觀其風采。


如果得到證實,那麼這是一個相當令人振奮的消息,
比鄰星,天苑四,以及這次發現的恆星系,都發現了疑似宜居行星,而這些恆星系距太陽都在40光年以內。
這說明了生命乃至文明是普遍存在的。
更進一步來說,在生命甚至文明如此普遍的情況下,還沒發現外星生命的蹤跡,證明進化到星際文明的生命是非常稀少,從而說明我們地球上誕生的文明很有可能是前幾批,甚至是第一批文明,也很有可能成為前幾批進入太空時代的文明,要成為神級文明了,想想都令人興奮啊


謝不邀。
先求一波贊:知乎專欄
然後,我只是來補充點數據的。

(以下數據大都來源於文章[1605.07211] Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star和http://dx.doi.org/10.1038/nature21360,但是答主參考的是The Extrasolar Planets Encyclopaedia上給出的數據)

  1. TRAPPIST-1,距離為12.1pm0.4;{
m pc},光譜型為M8,V波段視星等為18.8,質量為0.080pm0.009M_{
m Sun},年齡約500Myr,T_{
m eff}=2550.0pm55.0;{
m K},半徑為0.117pm 0.004; R_{
m Sun},金屬丰度[Fe/H]為0.04pm0.08,熱光度(bolometric luminosity)為0.000525pm0.000036L_{{
m bol},odot},V光度為0.00000373L_{{
m V},odot}。ICRS(國際天球參考系,以J2000.0平赤道平面和平春分點為基準)下的赤經為23hr06min29.36sec,赤緯為-05deg02arcmin29.2arcsec(測定的是紅外發射源的坐標)。參考Habitable Zone Calculator,可以得出其保守宜居帶(Conservative habitable zone)範圍為0.022AU~0.038AU,樂觀宜居帶(Optimistic habitable zone)範圍為0.017AU~0.040AU。SIMBAD頁面:TRAPPIST-1。
  2. TRAPPIST-1 b,發現於2016年,質量為0.0027pm 0.0023M_{
m J}(相當於0.85806pm0.73094M_{oplus}),半徑為0.09689 pm 0.00031 R_{
m J}(相當於1.08604001pm0.00347479R_{oplus}),公轉軌道半長軸為0.01111pm0.00034;{
m AU},公轉周期為1.51087081pm 0.00005000;{
m JD}(註:JD即Julian Day,儒略日,天體測量學中常用單位,詳見Julian day - Wikipedia),公轉軌道偏心率為0.0^{+0.081}_{-0.0},公轉軌道傾角(這個傾角是這麼定義的:公轉軌道平面垂直視線則為0°,平行視線則為90°)為89.65pm 0.27deg,計算出的等效溫度為T_{
m eff}=400.1pm7.7;{
m K}。其半徑通過掩食法(Primary Transit)確定,質量通過凌日時間變分法(TTV)確定。
  3. TRAPPIST-1 c,發現於2016年,質量為0.00434pm 0.00190M_{
m J}(相當於1.379252pm0.603820M_{oplus}),半徑為0.09421 pm 0.00031 R_{
m J}(相當於1.05599989pm0.00347479R_{oplus}),公轉軌道半長軸為0.01521pm0.00047;{
m AU},公轉周期為2.4218233pm 0.0000017;{
m JD},公轉軌道偏心率為0.0^{+0.083}_{-0.0},公轉軌道傾角為89.67pm 0.17deg,計算出的等效溫度為T_{
m eff}=341.9pm6.6;{
m K}。其半徑通過掩食法(Primary Transit)確定,質量通過凌日時間變分法(TTV)確定。
  4. TRAPPIST-1 d,發現於2016年,質量為0.00130pm 0.00085M_{
m J}(相當於0.41314pm0.27013M_{oplus}),半徑為0.0689 pm 0.0027 R_{
m J}(相當於0.7723001pm0.0302643R_{oplus}),公轉軌道半長軸為0.02144^{+0.00066}_{-0.00063};{
m AU},公轉周期為4.049610pm 0.000063;{
m JD},公轉軌道偏心率為0.0^{+0.7}_{-0.0},公轉軌道傾角為89.75pm 0.16deg,計算出的等效溫度為T_{
m eff}=288.0pm5.6;{
m K}。其半徑通過掩食法(Primary Transit)確定,質量通過凌日時間變分法(TTV)確定。
  5. TRAPPIST-1 e,發現於2017年,質量為0.0020pm 0.0018M_{
m J}(相當於0.63560pm0.57204M_{oplus}),半徑為0.0819 pm 0.0035 R_{
m J}(相當於0.9180171pm0.0392315R_{oplus}),公轉軌道半長軸為0.02871^{+0.00083}_{-0.00087};{
m AU},公轉周期為6.099615pm 0.000011;{
m JD},公轉軌道偏心率為0.0^{+0.85}_{-0.0},公轉軌道傾角為89.75^{+0.1}_{-0.12}deg,計算出的等效溫度為T_{
m eff}=251.3pm4.9;{
m K}。其半徑通過掩食法(Primary Transit)確定,質量通過凌日時間變分法(TTV)確定。
  6. TRAPPIST-1 f,發現於2017年,質量為0.00210pm 0.00057M_{
m J}(相當於0.667380pm0.181146M_{oplus}),半徑為0.09323 pm 0.00340 R_{
m J}(相當於1.04501507pm0.03811060R_{oplus}),公轉軌道半長軸為0.0371pm0.0011;{
m AU},公轉周期為9.206690pm 0.000015;{
m JD},公轉軌道偏心率為0.0^{+0.063}_{-0.0},公轉軌道傾角為89.680pm0.034deg,計算出的等效溫度為T_{
m eff}=219.0pm4.2;{
m K}。其半徑通過掩食法(Primary Transit)確定,質量通過凌日時間變分法(TTV)確定。
  7. TRAPPIST-1 g,發現於2017年,質量為0.00422pm 0.00280M_{
m J}(相當於1.341116pm0.889840M_{oplus}),半徑為0.1005 pm 0.0037 R_{
m J}(相當於1.1265045pm0.0414733R_{oplus}),公轉軌道半長軸為0.0451pm0.0014;{
m AU},公轉周期為12.35294pm 0.00012;{
m JD},公轉軌道偏心率為0.0^{+0.061}_{-0.0},公轉軌道傾角為89.710pm0.025deg,計算出的等效溫度為T_{
m eff}=198.6pm3.8;{
m K}。其半徑通過掩食法(Primary Transit)確定,質量通過凌日時間變分法(TTV)確定。
  8. TRAPPIST-1 h,發現於2017年,質量未知,半徑為0.0674 pm 0.0030 R_{
m J}(相當於0.7554866pm0.0336270R_{oplus}),公轉軌道半長軸為0.063^{+0.027}_{-0.013};{
m AU},公轉周期為20.0^{+15.0}_{-6.0};{
m JD},公轉軌道偏心率未知,公轉軌道傾角為89.8^{+0.1}_{-0.05}deg,計算出的等效溫度為T_{
m eff}=168.0^{+21.0}_{-28.0};{
m K}。其半徑通過掩食法(Primary Transit)確定。


謝邀。

感覺就像從π前十億位里找到了兩個123456789序列一樣令人激動。


開普勒精度好高啊。。
馬上韋伯上天了都能看系外行星的大氣成分了呢。。

我們越來越不瞎了。


跟過去眾多的「發現宜居帶行星」的新聞一樣,只是一種小概率事件在大樣本條件之下的必然罷了。

因為距離我們20光年裡頭的恆星就已經好幾十顆了,更何況50光年裡頭。

相信以後會有更多的這種新聞爆出來的。

而且這些宜居星球是被潮汐鎖定的,恆星也這麼小隻,每天紫外洗地的感覺如何?


不過這次7顆行星的發現倒是掀起了一個請願——

https://www.change.org/p/nasa-name-the-trappist-1-planets-after-the-kerbol-system-from-ksp?source_location=petitions_share_skip

需翻牆

丟圖跑……


自從開普勒上了天,每年幾乎都有發現的,但這也說明類地行星在宇宙里很普遍,日後星際殖民有希望了,當然前提是克服c的障礙哈哈。


宇宙大概沒準也許可能估計比我們想像中的要熱鬧得多……

沒準過了幾十一百年,載人飛船艱難地爬出太陽系的時候,撲面而來的不是想像中死寂冰冷的宇宙,而是「誒誒誒哥們你終於爬出搖籃了歡迎加入宇宙大家庭來來來音樂響起來」


謝……謝邀

只想到了一張圖


謝邀。
感覺沒什麼實際意義,距離40光年,要過去最快(光速)也要40年。如果以目前人類最快的飛行器的速度計算,飛過去起碼也要上萬年。
此外,這一個7行星系統的"行星"並不是直接觀測到的,應該是使用一些觀測數據間接計算得到的。目前的技術根本無法得知那些行星上是否有適宜生命存在的條件,所謂的"宜居"完全是無稽之談。
目的就是搞個大新聞,忽悠一下大眾,好進一步圈錢吧。
以上。


意味著我將被謝邀,謝謝。

第一,大家知道宇宙的星球比世界上所有的沙子還多,能再次發現宜居星球意味著宇宙沒變,我們的科技進步了。

第二,星球大小和相對恆星位置正確就意味著宜居嗎?不是的。火星和金星都宜居,有些沒有磁場的行星被太陽風吹凈;有些沒有內部構造運動的星球缺少板塊碰撞得不到陸地,缺少火山噴發得不到大氣層;有些無自轉的星球得不到四季得不到洋流。

第三,假如人類科技又進步了,發現了滿足第二條所有條件,發現了一顆存在爬行動物的星球,那麼這星球就適合定居嗎?不一定,處於宇宙大爆炸早期的星球沒有稀土元素,人類什麼資源也沒法補充。

第四,我想發表一下自己關於現代人類產生的看法,從非洲和南美開始想,假如沒有外來入侵,他們是不是會停滯在某階段。假如東非沒有大裂谷,氣候伊人,猿猴會不會還下樹蹦噠呢……概率還是太小


七顆龍珠已經被NASA收集齊了,

NASA又可以實現自己的一個願望了。


意味著技術的進步。

「距離地球約40光年遠的恆星周圍發現」,因為以前那個距離上發現不了。
「七個地球大小的行星」,因為以前那個大小的發現不了。

從另一個角度看,40光年這麼近也沒啥奇怪的,因為太遠了還沒能力發現。地球大小也沒啥奇怪,因為太小了還沒能力發現。

所以,隨著技術發展,還會一直很快發現更多的。


這意味著什麼?
其實,我感覺,NASA的這一發現僅僅意味著:外星文明的出現成為了現實上,可以看得見的可能。
為什麼這麼說呢?因為外星文明和鬼這類事物其實本屬一類:沒有人能科學地證明ta們的存在,有的只是各類猜測和無法用科學解釋的懸疑現象。唯一不同的是,前者屬於外物,而後者則屬於土著。
其實,劉慈欣先生的《三體》一書中就已經勾勒出了如夢境般的外星文明。只不過請大家注意《三體》的書本類型:科幻。何為科幻,百度上的最廣義的觀點認為:只要故事中含有超現實因素,便可算作科幻作品。既然如此,大家便可知道:外星文明至今於我們而言依舊是撲朔迷離。
而中國古代的史書典籍中更是充滿了對外星飛碟的描述,有感興趣的看官可以自行百度。
著名的科學家霍金則於幾年前發表了關於外星人可毀滅地球的言論。霍金認為游牧外星人可以毀滅我們的世界,就像哥倫布抵達美洲那樣,如果我們不快速發展,外星人會把我們消滅。同時,人工智慧也是我們的公敵,智能機器人在100年左右的時間內會控制人類,而人類的生存其實取決於我們是否能夠找到適宜居住的星球。外星人來拜訪我們就像哥倫布抵達美洲那樣,印第安人的命運就與人類未來的命運類似,我們會被消滅。
這與《三體》裡面的某些觀點不謀而合,那麼,重點來了:作為一個普通人,即使你知道有外星人的存在,你又能幹什麼呢?
所以說,過好自己的日子吧,別凈想些有的沒的。


這意味著,如果那裡有與地球人類發展程度相當的文明,他們差不多也發現我們了。


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