也许人类将不再孤独 NASA宣布系外行星探索重大发现

美国宇航局(NASA)于美国东部时间2月22日下午1:00(北京时间23日凌晨2:00)举行发布会,宣布其Spitzer斯皮策太空望远镜首次发现了第一个包含七个地球大小行星的行星系统。七个行星中的三个位于母恒星附近的可居住区,其中一个岩石行星上可能含有液态水。

这个发现刷新了太阳系外围绕一颗恒星可居住区域行星数量的记录。所有七个行星在合适的大气条件下都有可能具有液态水——众所周知水是生命的关键——其中三个处于可居住区的行星具有水的几率最高。

“这一发现可能是寻找适于居住的环境的重要一步。”NASA科学任务理事会(Science Mission Directorate)副管理员Thomas Zurbuchen说。“对‘我们在宇宙中是否孤独’的回答是一个重要的科学优先事项,在可居住区首次发现这么多行星是实现这一目标路道路上非凡的一步。”

该行星系统距离地球约40光年(235万亿英里)的水瓶座。由于位于我们的太阳系之外,这些行星被科学地称作地外行星。

这个地外行星系统被称作TRAPPIST-1。2016年5月,研究人员使用位于智利的TRAPPIST望远镜发现了三个星星。在欧洲南方天文台超大望远镜等几个基地望远镜的协助下,斯皮策确认了其中两个行星的存在,并发现了另外五个行星,将新发现行星的总数增加到七个。

新的结果会在周三的《自然》杂志上公布,并在NASA于华盛顿总部举行的新闻发布会上对外宣布。

研究团队精确测量了七个行星的大小,并评估了其中六个的密度。

基于它们的密度,所有的TRAPPIST-1行星都有可能为岩石形态。进一步的观察将有助于确定它们是否富含水深知是液态水。七个行星中最外围的一个质量尚未评估,科学家认为它可能是一个冰冷的“雪球”,不过尚需进一步观测。

“TRAPPIST-1的七大奇迹是已知第一个围绕这种恒星的地球大小的行星。”来自比利时列日大学的外行星调查的主要研究员Michael Gillon说,他同时也是论文的主要作者。“这是目前为止研究潜在可居住地球大小世界的最佳目标。”

同我们的太阳相比,TRAPPIST-1中心恒星——被分类为超冷矮星——是如此凉爽,以至于水可以在距离恒星很近的行星上存在。七个行星的轨道半径都小于水星同太阳之间的距离。行星彼此之间也非常靠近。如果一个人站在其中一个上面,他可以遥望到临近星星上的地表特征和云层,其大小就仿佛我们从地球上看到月亮这般。

七个行星有可能自转周期与公转周期相等,这意味着星球总是以同一面对着恒星,另一侧是永恒的黑夜。这也意味着它们的天气模式将完全不同于地球。

斯皮策是围绕地球旋转的红外太空望远镜,非常适合用来研究TRAPPIST-1,后者在人眼所不能见的红外线下发光最亮。2016年秋天,斯皮策连续对TRAPPIST-1进行了500小时的观测。

“这是我在操作斯皮策望远镜14年中见过的最令人兴奋的结果。”NASA科学家Sean Carey说。“斯皮策将在秋天跟进,进一步完善我们对这些行星的理解,以便詹姆斯·韦伯空间望远镜可以跟进,对该星系更多的观测肯定会揭示更多的秘密。”

继斯皮策的发现之后,NASA哈勃望远镜开始对四个行星,包括处于可居住区内的三个行星进行筛查。这些观察旨在评估这些行星表面氢气为主的大气层的存在。

2016年5月,哈勃团队对最内层的两个行星进行了观测,没有发现大气层。这一结果更加支持这些行星本质上的岩石构造。

“TRAPPIST-1星系是研究地球大小星星周围环境的最佳机会之一。”哈勃研究项目的共同领导人兼太空望远镜科学研究所天文学家Nikole Lewis说。NASA专门用来搜寻行星的开普勒太空望远镜也正在对TRAPPIST-1进行研究。开普勒计划旨在运用凌星测光方法去寻找处于可居住区的系外行星。如果有行星环绕着寄主星运行,当行星走到寄主星与观察者之间的视线上,就会阻挡了部份光线。天文学家根据开普勒太空望远镜侦测到寄主星的亮度呈周期性的变化,从而计算出行星的体积和轨道形状等相关资料。开普勒“K2任务”通过测量恒星亮度的微弱变化来探知新行星的特性,这些观测将允许天文学家增进对已知行星属性的认知。K2观测将于3月份结束,届时观测结果会对公众展示。

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