NASA發(fā)現(xiàn)7個“地球”

科學(xué)的第一要務(wù)是回答“我們是否孤單地存在宇宙中”，在宜居帶首次發(fā)現(xiàn)如此多的行星是邁向這個目標(biāo)的重要一步。

美國航天局2月22日宣布，一個國際天文學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)，在距離地球40光年的單顆恒星周圍發(fā)現(xiàn)7顆地球大小的類地行星，其中3顆確定位于宜居帶內(nèi)，或許它們都有水存在。

那么，它們是怎么被發(fā)現(xiàn)的？

7顆行星中，有3顆行星是在2016年就被宣布發(fā)現(xiàn)的。天文學(xué)家找到它們的方法是凌星法，這是目前最成功的一種搜尋太陽系外行星的方法。

當(dāng)系外行星圍繞它們的恒星運行至恒星朝向地球的一面時，就發(fā)生了與“金星凌日”相似的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為“凌星”。

凌星現(xiàn)象發(fā)生時，恒星的光芒因被遮擋而減弱。天文學(xué)家通過恒星的亮度變化可以確定系外行星的軌道傾角，進(jìn)而確定它的質(zhì)量。由觀察凌星搜尋外星行星的方法被叫作行星凌星法。

正是通過這種現(xiàn)象，天文學(xué)家在TRAPPIST-1周圍發(fā)現(xiàn)了7顆大小類似于地球的行星。

這些行星按照被發(fā)現(xiàn)的先后次序，被命名為TRAPPIST-1b，c，d，e，f，g和h。巧合的是，這剛好也是它們由近及遠(yuǎn)到恒星距離的次序。它們的個頭都跟地球相似，有些比地球略小，有些則略大。

對于這次發(fā)現(xiàn)的重大意義，美國航天局副局長托馬斯·楚比興當(dāng)天在華盛頓召開的新聞發(fā)布會上說：這一發(fā)現(xiàn)是我們尋找可移居環(huán)境過程中的極其重要的一部分?？茖W(xué)的第一要務(wù)是回答“我們是否孤單地存在宇宙中”，在宜居帶首次發(fā)現(xiàn)如此多的行星是邁向這個目標(biāo)的重要一步。

麻省理工學(xué)院行星科學(xué)與物理教授Sara Seager認(rèn)為，在這個星系，“金發(fā)姑娘”有許多姐妹。（在天文學(xué)里，“金發(fā)姑娘地帶”指的是一個星球周圍的宜居地帶。）在尋找宜居世界和星外生物上，我們?nèi)〉昧司薮蟮倪M(jìn)步。

列日大學(xué)的天文學(xué)家Micha?l Gillon則表示：從此，我們能研究的類地行星不再只有太陽系內(nèi)的水星、金星、地球和火星，又多了7個……或許很快就能回答那個最基本的哲學(xué)問題：宇宙中地外生命存在的可能性。

正如NASA介紹所說，這是人類首次發(fā)現(xiàn)如此多的類地行星在一個恒星周圍繞轉(zhuǎn)，甚至比圍繞太陽轉(zhuǎn)動的類地行星還要多（太陽系中只有4個巖質(zhì)的類地行星，分別是水星、金星、地球和火星）。

在此前發(fā)現(xiàn)的30多個宜居系統(tǒng)中，每個系統(tǒng)中都只有1顆宜居行星。而這一次，在一個系統(tǒng)當(dāng)中找到3顆宜居行星。

2015年發(fā)現(xiàn)“地球大表哥”開普勒452B和2016年發(fā)現(xiàn)“地球?qū)\生哥哥”比鄰星b之后，“地球兄弟團(tuán)隊”也在不斷擴(kuò)充之中。

那么，到目前為止，關(guān)于這七兄弟，我們都知道些什么？

1. 恒星TRAPPIST-1是顆什么樣的星

TRAPPIST-1位于水瓶座，源自一個叫做“TRAnsiting Planets and Planetes Imals Small Telescope–South”（TRAPPIST：行星和星子凌星的小望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)）的望遠(yuǎn)鏡項目。

比起已經(jīng)存在了45億年的太陽系，TRAPPIST-1星系算是很年輕的，可能存在了約5億年。所以，數(shù)十億年后，當(dāng)太陽年邁，TRAPPIST-1仍將是名“少年”。

同時，它的尺寸要比太陽小很多，直徑只有太陽的1/10，僅比木星稍微大一點點。如果太陽是籃球大小，TRAPPIST-1就只有高爾夫球那么大。

與此同時，它的溫度也比較低，表面溫度大約為2300攝氏度，所對應(yīng)的亮度只有太陽的1/2000。所以，盡管那些行星扎堆圍繞在它身邊，但是因為這顆恒星“陽光”微弱，行星們接受到的熱量實際上并沒有非常多。

2. 它們距離地球有多遠(yuǎn)

從太空的意義上來說，這些行星距離地球已經(jīng)非常近了，只有40光年。不過，如果搭乘噴氣式飛機(jī)，前往TRAPPIST-1星系需要走上4400萬年。即使現(xiàn)在擁有能夠以光速行進(jìn)的飛船，也要花上40年才可到達(dá)。

因此，短時間內(nèi)，人類想到達(dá)那里一探究竟的機(jī)會是很渺茫的。

3. 圍繞恒星“TRAPPIST-1”，行星們?nèi)绾喂D(zhuǎn)

地球在圍繞太陽公轉(zhuǎn)的同時也在自轉(zhuǎn)，于是就產(chǎn)生了日夜交替。但新發(fā)現(xiàn)的這幾顆行星并非如此。

天文學(xué)家們認(rèn)為，它們的一面一直對著“TRAPPIST-1”，而另一面則是永恒的寒冷黑夜。

4. 它們的一年有多長

地球的一年為365天，但那些行星圍繞恒星“TRAPPIST-1”公轉(zhuǎn)的速度要快得多。

最近的行星公轉(zhuǎn)一圈只要1.5天時間，最遠(yuǎn)的也只需要20天。原因是它們距離母星“TRAPPIST-1”非常近，最近的一顆行星差不多只有地球到太陽距離的1/100，最遠(yuǎn)的也只有水星到太陽距離的1/6。

如果以太陽系做類比的話，這7個地球大小的行星都被壓縮在水星的軌道之內(nèi)。

5. 那里有水嗎

這幾顆行星上可能存在水，但由于距離太遠(yuǎn)，天文學(xué)家們尚未探測到水的存在。他們表示，這需要大量的觀察工作以確定這些行星是否具備表層水以及適宜生命存在的環(huán)境。

6. 行星們有“月亮”嗎

沒有發(fā)現(xiàn)圍繞這些行星公轉(zhuǎn)的“月亮”。但由于它們之間的距離足夠近，如果其中某些行星上存在水，其他行星也能引起潮水，就像我們在地球上看到海洋潮水那樣。

如果這些星球上有人的話，他們可能看見臨近行星的樣子。

7. 它們的表層有多熱

離“TRAPPIST-1”最近的6顆行星的表層溫度范圍在0到100攝氏度之間，其中3顆或許適宜生命生存。

8. 那里有生命存在嗎

可能有先進(jìn)的文明存在，但目前只是猜測。

有樂觀的科學(xué)家認(rèn)為，在10年之內(nèi)，我們或許就能在它周圍找到系外生命的存在證據(jù)。

9. 接下來將要做什么

哈勃天文望遠(yuǎn)鏡將會在研究“TRAPPIST-1”附近的行星中扮演重要角色，并且已經(jīng)開始了初步工作。

而預(yù)計明年發(fā)射升空的韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope），將有能力觀測這個系統(tǒng)中的單顆行星，判斷它們是否擁有大氣，甚至檢測大氣中的特定化學(xué)成分，比如臭氧。做到這一點，我們就能了解到更多的信息——以臭氧為例，它能證明這顆行星的大氣中存在氧氣。

10. 我們什么時候可以搬家

首先距離是個問題。

其次，因為到目前為止，我們并不是非常確切地知道它們的真實質(zhì)量，更不清楚它們是否擁有大氣，到底由什么物質(zhì)構(gòu)成。我們確切了解的，只有它們的大小和軌道周期。其他所有信息，都是據(jù)此推測出來的。

所以，對我們這一代人來說，那里或許意味著永遠(yuǎn)的遙不可及。

但，相信未來，人類終將前往。

正如麻省理工學(xué)院行星科學(xué)與物理教授薩拉·西格所說：“這幾顆行星的發(fā)現(xiàn)之所以讓我們這么驚喜，不是因為它們現(xiàn)在有多好，而是它們代表著無限可能。M矮星并不是結(jié)局，它們僅僅是個開始。”