地球“三兄弟”現身 可能具備宜居條件
發布時間:2016-05-13
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5月2日,由比利時列日大學天文學家邁克爾·吉隆領銜的國際研究團隊,在《自然》雜誌網絡版發表研究報告,稱他們在離地球39光年的一顆紅矮星附近發現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。
這顆發著微光的紅矮星地處水瓶座星係,是被天文學家用位於智利的TRAPPIST望遠鏡發現的,因此被命名為“TRAPPIST-1”。
“如果想在太陽係外找到生命,迄今為止,這三顆新發現的行星是最佳機會。”該研究團隊稱。德國《焦點》周刊甚至評論說:“5月2日是令地球人興奮的一天,科學家們找到了‘地球的兄弟’。”
“獵”到類地行星
在智利北部山區的拉西亞天文台,有一座直徑60厘米的望遠鏡,探測和捕捉著星空中的奧秘,這就是TRAPPIST望遠鏡。它所在的項目屬於比利時列日大學天文、地理與海洋學係,設備也由該校的天文學家在比利時遠程操控,吉隆是項目牽頭人之一。
從2015年9月到12月,吉隆的團隊利用TRAPPIST觀測了62個夜晚。他們通過光影有規律地變化來判斷是否有圍繞恒星公轉的行星存在,結果發現,TRAPPIST-1每隔一定時間就會變暗,這說明有物體在它麵向地球的一側經過,經過分析之後,研究團隊最終找到了這三顆行星。
“這就好像一個蛾子遮住了燈泡的光一樣。”中國科學院國家天文台研究員苟利軍打了個比方,接著解釋說,“這種觀測方法叫作‘transit’,fanyichengyanshi,jiushixingxingjingguohengxingqianmian,daozhihengxingliangdushaoweibianxiaodexianxiang。suiranliangdubianhuabuda,danshixianzaidewangyuanjingyijingnenggoutancedaozhezhongweixiaobianhua。”
因為不能像開普勒望遠鏡那樣一次性觀測10萬顆行星,吉隆團隊的觀測方法一度被認為充滿風險,但最終,天文學家的堅持收獲了這次重要發現。這是人類第一次在“超冷矮恒星”周圍“獵”到類地行星的存在,而且是一次性發現“三個世界”。
“這類小行星是我們的首選,因為它們可能是我們用現有科技可以發現生命的唯一類地行星。”吉隆說。
可能處於宜居帶中
TRAPPIST-1是顆名副其實的矮星。它的大小隻有地球的1/8,質量約是太陽的1/10,溫度隻有太陽的一半,亮度是太陽的1/2000。雖然它距離地球很近,但它太暗太紅,肉眼和業餘水準的望遠鏡都無法觀測到它。
其實,在銀河係中,像TRAPPIST-1這樣的超冷矮恒星多如牛毛,靠近太陽的恒星中有15%都是這種。但TRAPPIST-1的獨特性,正在於有三顆行星環繞著它。
對於三顆行星如何圍繞TRAPPIST-1公轉,研究人員稱,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”,它就會一直以同一側麵向矮星,如同月球總是以同一側麵向地球。
天文學家的觀測顯示,在圍繞TRAPPIST-1公轉的三顆行星中,有兩顆距離矮星的距離比地球到太陽的距離要近60~90倍,但這兩顆星接受的矮星輻射量卻分別隻有地球接受太陽輻射的4倍和2倍,因為矮星比太陽暗得多。另一顆行星接受的輻射甚至比地球還少。前兩顆行星公轉的周期分別為1.5天和2.4天,第三顆行星的公轉周期目前還不能確定,大概介於4.5天到73天。研究人員說,由於這顆矮星的溫度比太陽低,行星與它之間的距離如此近,正好說明這些行星可能處於宜居帶中。
“根據恒星的溫度大小,可以計算出來一個所謂的宜居帶,隻要處於這個區域,就有可能有液態水或者生命存在。”苟利軍說,“比如在太陽係,地球、火星就是處於宜居帶上。”
這三顆行星每顆直徑隻比地球大10%左右。“它們對於尋找地外生命很有意義。”該研究項目的合作者、美國加州大學聖迭戈分校的亞當·布爾加斯在一份聲明裏說。
此前,不少科學家都熱衷於觀測與太陽大小接近或更大、更亮的恒星,期待能在它們的行星中找到宜居的類地行星,TRAPPIST-1這類“星光暗淡”的矮星往往不受待見。
但dan是shi,由you於yu恒heng星xing太tai亮liang,會hui掩yan蓋gai住zhu圍wei繞rao它ta們men公gong轉zhuan的de行xing星xing,而er超chao冷leng矮ai恒heng星xing同tong時shi發fa出chu微wei弱ruo的de紅hong外wai光guang,卻que不bu至zhi於yu掩yan蓋gai周zhou圍wei行xing星xing的de細xi節jie。吉ji隆long決jue定ding挑tiao選xuan幾ji個ge矮ai星xing,帶dai領ling他ta的de團tuan隊dui試shi試shi運yun氣qi。最zui終zhong,他ta們men賭du贏ying了le。TRAPPIST望遠鏡計劃找到60顆超級冷矮恒星周圍的行星。
研究團隊在報告中說,這次發現開辟了地外生命研究的新領域,未來研究前景廣闊。
“這次發現最主要的就是距離我們比較近,較為容易研究。去年發現的‘地球大表哥’開普勒-452b,距離地球1400光年,相較之下就遠了很多。”苟利軍說道。
對於天文學家來說,現在對這三顆類地行星的發現還隻是起步,後續研究還將持續數年。
對於吉隆團隊的新發現,美國國家航空航天局網站也進行了報道,並稱哈勃望遠鏡接下來將對TRAPPIST-1星係中三顆行星的大氣進行分析。今年12月到明年3月,開普勒望遠鏡也會對TRAPPIST-1周圍那兩顆距離更近的行星進行觀測。“將在2018年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,估計也可以對這些地外行星進行觀測。”苟利軍說。來源:《中國科學報》