「葫蘆娃」太陽系可能含有大量水

還記得那個「葫蘆娃」太陽系【拓展閱讀：【震驚】「葫蘆娃太陽系」被發現！七個兄弟，三個宜居！？、「葫蘆娃」恆星系裡七娃的身世終於大白天下】嗎？2017年2月，天文學家通過「斯皮策」太空望遠鏡發現了一個擁有7個類地行星的恆星系統「特拉普1號」（TRAPPIST-1）。經過一段時間的研究，天文學家得到了七兄弟的密度信息，發現它們可能有著比地球更為豐富的水資源。

特拉普1號是個紅矮星，距離我們僅40光年。過去的發現已經確定「葫蘆娃」們都是岩石行星，這讓特拉普1號一躍成為類地行星最多的恆星系統。它們有沒有可能擁有大氣或水一直是天文學家最想知道的問題。他們動用了歐南台的地面望遠鏡和美國航天局的「斯皮策」望遠鏡、「開普勒」望遠鏡，主要使用凌日時間變分法（Transit timing variation）全面地對它們進行了細緻的研究。一個來自瑞士伯爾尼大學的研究團隊將所有可用的數據全部注入一個複雜的計算機模型進行運算，得到了比之前更為精確的行星密度信息。他們發現，與預料中的一樣，「葫蘆娃」七兄弟中越靠近恆星溫度越高，越有可能擁有濃密的且富含水蒸氣的大氣，越遠的則擁有冰冷的表面。不過，他們還得到了一個令人感到興奮的結論，它們中間有些行星的含水量相當大。

「特拉普1號」的7顆行星相互之間離得非常近，這就導致引力的干擾非常顯著，有時候行星在經過母星前會產生細微的偏移，偏移量取決於它們的質量、相互距離以及其他軌道參數。藉助強大的計算機，我們可以多次模擬行星的軌道直到與觀測到數值一致。行星的質量決定了自身的形態，如氣態還是固態，也決定了它是否擁有濃密的大氣，這對於是否宜居極為重要。當然，萬事俱備了，就差液態水了。由於距離遙遠，這方面的信息無法直接獲得，現在只能通過測量行星的密度來進行猜測。ESO和NASA的一些設備讓我們有了這樣的機會看到它們。

從計算機模型看，「葫蘆娃」兄弟們密度在地球的0.6至1之間，看起來都不是貧瘠的岩石行星，好像含有大量的「易蒸發的物質」，很有可能是水。在某些情況下，它們中間的某些行星的含水量最多可達到自身質量的5%，而地球只有0.02%。TRAPPIST-1b 和 c 是最靠里的兩個行星，它們可能擁有岩石核心，擁有比地球厚得多的大氣。TRAPPIST-1d 可能是最輕的，質量只有地球的30%，它是不是擁有一個較大的大氣層，是不是擁有海洋或冰層還無法確定。讓科學家感到驚奇的是，四娃 TRAPPIST-1 e 的大小、密度、接收到恆星的輻射量都與地球極為相似，它好像比其它幾個行星有更多的岩石。TRAPPIST-1g、f 和 h 則遠離母星，如果表面有水的話應該也被凍成了冰，如果它們有稀薄的大氣，估計不會像地球那樣擁有二氧化碳。

這是迄今對特拉普1號恆星系統最細緻的觀測，對進一步了解行星的形成、演化與分布非常重要。系外行星的物理要素中，密度是個關鍵項。雖然通過質量我們可以知道行星是否有陸地，通過距離可以知道行星是否在宜居帶內，但是如果沒有密度的話，無法判斷是否含有液態水，「宜居」也就無從談起了。

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