NASA又發現七顆類地行星！

TRAPPIST-1恆星系裡有7顆與地球大小相似的行星。上圖是俯瞰其中某顆行星的假想圖。

插圖：M. KORNMESSER, SPACEENGINE.ORG/ESO

撰文：Nadia Drake

美國宇航局於當地時間周三宣布，最新發現的七顆岩態行星與地球大小相當，地表可能存在液態水。這一發現就意味著人類或有機會發現新生命的存在。

該恆星名為TRAPPIST-1，距離地球39光年。此次發現的這七顆行星相距很近，甚至每隔一段時間就會出現在彼此的天空中，看上去有時候像微光的新月，有時候又像是兩倍大的滿月。

這一研究成果發表在《自然》雜誌上，論文合著者、劍橋大學的AmauryTriaud說：「那個場景一定美極了！」

TRAPPIST-1星系裡有七顆行星，和太陽系類似（太陽系中有八顆行星）屬於行星數量最多的恆星系。該星系的存在表明，與地球大小相當的行星數量或遠超人們的想像。

目前來看，這個星系是研究地外生命的一個最佳選擇：不僅行星與恆星大小近似且緊鄰地球，人類似乎有望在這些行星的大氣層中尋找到生命有機體。

然而美國宇航局的Natalie Batalha卻表示：「很多人對這一重大發現翹首以待，但是他們可能並不知道，尋找宜居帶內行星這一任務的重點和關注面其實一直在變。而銀河系中其實也有著許多與地球大小相當且氣候溫和的行星。因此眼下的重中之重是找到足夠近的行星，深入研究其大氣特徵。」

幸運七

TRAPPIST-1這一名字似乎聽起來並不陌生。科學家們早在一年前就藉助放置於智利、摩洛哥、南非和其它許多地方的望遠鏡，發現了這顆恆星及其行星。研究團隊在去年5月公開了至少存在三顆行星的證據，他們認為其中幾顆為類地行星且適宜人類居住。此後麻省理工學院的Julien de Wit又在去年七月對其中兩顆行星進行了描述，表明其濃密的大氣層與地球和金星的大氣層很相似。

科學家們藉助美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡，不眠不休二十個日夜後終於發現並確認了TRAPPIST-1恆星周圍存在更多行星。TRAPPIST-1恆星其實是顆紅矮星，其質量約為太陽的8%，亮度僅為太陽的千分之一，是銀河系中最常見的一種恆星。這顆恆星以紅外線的形式將微弱的光芒照在七顆行星之上，雖然能感受到熱量，但光線卻難以憑藉肉眼看見。

但是通過斯皮策太空望遠鏡卻可以觀察到這些紅外光，只需將望遠鏡對準這顆恆星就可發現一種有趣的現象：圍繞恆星公轉的行星從其前面經過時會遮擋住恆星的紅外光，導致紅外光周期性地減弱，研究人員通過觀察這種周期性規律找到了七顆行星存在的證據。

去年公布的發現中證實，有三顆行星與地球大小相近。隨著科學家們進一步研究，他們驚喜的發現在去年公布的三顆行星中，有一顆竟然並非獨自存在。

最終恆星閃爍的紅外光讓這七顆行星出現在了人們的視野之中。

加拿大蒙特利爾大學的Lauren Weiss說：「研究人員對六顆內行星的探測準確度很高，這樣看來第七顆星星的存在也極有可能是真的。如果TRAPPIST-1能有這麼多行星，那麼或可推斷還有更多擁有類似數量行星的小恆星。」

科學家將這七顆行星按距地遠近編號為TRAPPIST-1b、1c……1h。它們公轉一圈的時間從1.5個地球日到約20個地球日不等，與恆星相距很近，甚至比水星與太陽的距離還近，就好像是擠在一起的一群姐妹。在引力的作用下，它們相互拖拽並擁擠著，因而望遠鏡所觀測到的閃爍模式會產生輕微的延遲和擾動。

科學家們根據這種擾動估算出了這些行星的近似質量。他們發現，這些行星不僅大小與地球相當，其質量也與地球甚為相似。因此這七顆行星極有可能屬岩態行星，然而也有可能這些行星其實很小，只是外圍包裹著一大圈大氣層而已。

儘管研究人員事先聲明，對於行星TRAPPIST-1h的軌道運行目前尚不清楚，但是TRAPPIST-1e、TRAPPIST-1f、TRAPPIST-1g這三顆行星卻恰好都位於宜居帶里，因此其餘的幾顆行星很可能也屬於宜居星。倘若其內部結構和大氣層均條件適宜，那裡的溫度或能使得水流或水泊存在地表。

科學家們在此之前一直將尋找類地行星的關注點放在與太陽類似的恆星上面。然而根據此前的種種發現以及最新的研究進展，科學家們認為類地行星或也可能出現在一些暗淡的恆星周圍。這中推測讓在銀河系中估算類地行星數量的科學家們有了新的探索方向。

「僅在如此小規模的觀測樣本中就能發現七顆行星，這一研究的觀察人員十分幸運，而這也說明擁有四顆類地行星的恆星系可能非常普遍。」荷蘭萊頓大學的IgnasSnellen評論說。

尋找生命

科學家們對排位第五的行星TRAPPIST-1f尤為著迷，因為這是最有可能存在生命的一顆行星。

但是目前一切都還言之過早。

首先，這個恆星系無論在大小上還是結構上都與木星及其四顆大衛星極其相似。木星的四顆大衛星一直都以同一面對著木星，倘若兩者如此相似，那麼恆星TRAPPIST-1的行星可能也會如此。這樣一來，行星就會一半長年溫和，另一半永久冰冷。

TRAPPIST-1星系與太陽系、木星及其衛星的對比。

插圖：O. FURTAK, ESO

當然，這並不意味著該星球與生命進化徹底無緣（尤其是有大氣層存在的情況下），但是這一過程將會困難重重，列日大學教授Micha?l Gillon這樣說道。

但是這些行星不僅與恆星的距離很近，彼此之間的距離也極小，這會干擾彼此的公轉軌道。在重力作用下它們內部會收縮變熱，與木星對其衛星的影響一般無二，這一過程被稱作「潮汐加熱」。正因如此，木衛二內部存在著一個全球性的液態海洋，木衛一成了太陽系裡火山噴發最猛烈的星球。

因此即便溫度適宜，某些顆行星也可能與木衛一情況相似，而木衛一每隔2000年就會被火山噴發完全重塑一次地表。

最重要的是，行星的地表溫度很大程度上取決於行星自身的特徵，大氣層更是如此。以金星為例，它的大氣層里有著幾乎令人窒息的溫室氣體，這使其地表猶如煉獄。

雖然情形並不樂觀，科學家們依然堅持在TRAPPIST-1星系裡尋找生命。哈勃太空望遠鏡始終為觀測它們的外部大氣層而工作著，美國宇航局的開普勒太空望遠鏡也從去年12月開始一直關注著該星系以求尋找更多行星，或更多地了解已知行星。

在未來幾年中，詹姆斯?韋伯太空望遠鏡將會進一步觀測TRAPPIST-1恆星及其繞行行星。

究竟該找尋何種形態的生命體？這是科學家們面臨著的一大棘手難題。因為在紅外光中演化出來的生命形式肯定與地球生命大不相同，它們甚至可能會為了生存而改變化合物的配比。

Gillon說：「分子組合肯定與地球不同，畢竟那裡的氧氣不足。」

然而單單觀測到這些行星的大氣層就已經是一次巨大的飛躍了，天文學家們還有機會。

Triaud說：「如果生命真的能存在並釋放出與我們地球上相似的氣體，我們肯定會發現它的。」