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[新浪科技]TRAPPIST-1行星潜在大气层，或许适宜神秘生命存活！新浪科技2020-07-22 08:40:280阅

新浪科技讯 北京时间7月22日消息 ， 据国外媒体报道 ， 2017年2月 ， 美国宇航局宣布邻近地球的TRAPPIST-1恒星系统中存在不少于7颗岩石行星！从那时起 ， 天文学家进行了各种后续观察和研究 ， 希望对这些系外行星更多地了解 ， 他们一直试图了解位于该恒星宜居带的行星是否适宜生命存活 。
之前许多研究都关注TRAPPIST-1系统中的行星表面是否有充足的水 ， 但同样重要的问题是它们是否有大气层 ， 在近期一项研究中 ， 一支研究小组对迄今为止所有TRAPPIST-1系统行星的观察进行了综述 ， 他们指出 ， 依据前期观察结果 ， 该恒星系统中的行星存在大气层 。
[新浪科技]TRAPPIST-1行星潜在大气层，或许适宜神秘生命存活！新浪科技2020-07-22 08:40:280阅
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图1/3TRAPPIST-1系统多数行星是没有云层、存在低分子量大气层 ， 类似于地球原始大气层 。该研究发表在近期出版的《天体生物学杂志》上 ， 是一支国际研究小组做出的结论 ， 该国际研究小组成员来自：日内瓦天文台（GAO）、伯尔尼大学、波尔多天体物理实验室（LAB）、伦敦帝国理工学院天体物理学研究小组、以及科罗拉多大学大气和空间物理实验室（LASP） 。
最初 ， 来自比利时列日大学的天文学研究小组利用凌日光谱学探测到TRAPPIST-1系统中的3颗系外行星 ， 基于该方法 ， 天文学家监测到TRAPPIST-1恒星光度变化 ， 这是行星掠过恒星前方的结果（相对于观察者的角度） 。
该恒星系统被命名为TRAPPIST-1 ， 用于纪念探测这些天体的天文仪器 ， 即位于智利拉西拉天文台和摩洛哥de l’Ouka?meden天文台的“凌日行星和星子小型望远镜阵列（TRAPPIST）” 。 2017年2月 ， 科学家再次确认了4颗系外行星的存在 。
从那时起 ， TRAPPIST-1系统就被天文学家视为系外行星研究的最佳候选者 ， 其中有许多原因 ， 日内瓦天文台博士后研究员马汀·图尔贝特（Martin Turbet）称 ， TRAPPIST-1系统非常适合于生命宜居性研究 ， 因为它是由适宜居住的系外行星组成的行星系统 ， 易于观察 ， 因此天文学家使用望远镜可观察它 ， TRAPPIST-1距离地球仅39光年 ， 我们经常观测到该行星系统存在凌日现象 ， 现已证实TRAPPIST-1是一颗半径很小的超冷矮星 。
简而言之 ， 该恒星周围存在7颗系外行星 ， 这意味着我们有许多次机会观测到该系统的凌日现象 。 在该情况下 ， 当恒星释放的光环绕行星并穿过它的大气层时 ， 天文学家能够收集到行星的光谱（该过程被称为透射光谱） ， 然后科学家能够检查这些数据 ， 从而确定存在哪些化学元素 。
由于TRAPPIST-1是一颗M类型红矮星 ， 质量较低 ， 温度较低 ， 相对于其他类型恒星较昏暗 ， 从该系统行星获得的透射光谱不太可能符合“凌日光源效应（TLSE ， 或简称为恒星污染）” 。
然而 ， 迄今为止并不是所有的研究都令人鼓舞 ， 事实上 ， 多项研究表明 ， 对于一些TRAPPIST-1系统行星而言 ， 水可能构成它们质量的很大一部分（使它们成为“水世界”） 。 此外 ， 基于红矮星的属性 ， TRAPPIST-1容易爆发耀斑 ， 可能会对其行星大气层造成严重破坏 。
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图2/3一支研究小组对迄今为止所有TRAPPIST-1系统行星的观察进行了综述 ， 他们指出 ， 依据前期观察结果 ， 该恒星系统中的行星存在大气层 。一些研究显示 ， 环绕红矮星的系外行星仍然适宜生命存活 ， 只要它们拥有充足的大气层和云层覆盖来应对辐射 ， 为了评估TRAPPIST-1行星是否具备这种大气层的可能性 ， 图尔贝特和同事分析了迄今在TRAPPIST-1系统观测的所有数据资料 。
这些资料包括：对该系统行星的凌日观测、行星的密度测量、透射光谱分析、系统辐照环境、行星形成和迁移的理论、行星轨道稳定性、气候模型、以及行星在太空中损失多少气体的模型分析 。
图尔贝特说：“我们回顾了关于该话题的所有研究 ， 从可用的最佳望远镜（哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜、甚大望远镜等）至最复杂的理论模型 ， 例如：三维数值气候模型 。 ”
最终 ， 他们的发现非常令人振奋 ， 首先 ， 他们能确定TRAPPIST-1系统多数行星是没有云层、存在低分子量大气层 ， 类似于地球原始大气层；其次 ， 他们发现更令人信服的证据 ， 显示那些存在大气层的行星很可能是由原子质量更高的元素组成 ， 正如图尔贝特所描述的那样：“我们可以确定7颗TRAPPIST-1行星的大气层不太可能以氢为主 ， 我们还认为如果TRAPPIST-1行星的大气层存在的话 ， 很可能是以二氧化碳、氧气或者水为主的 。 ”
换句话讲 ， 在7颗TRAPPIST-1行星中 ， 那些存在大气层的行星极有可能存在生命 ， 这意味着二氧化碳是一种必不可少的气候稳定剂 ， 是生物体进行光合作用、生成氧气、氮气和水等挥发性元素所必需的 。 它还包括云层覆盖度 ， 这不仅是水存在的迹象 ， 而且还提供了抵御恒星辐射的保护 。
然而不幸的是 ， 图尔贝特和同事无法断定TRAPPIST-1行星大气层中包含所有生命宜居元素 ， 然而 ， 基于我们目前对该系统的了解 ， 无法对这些行星的宜居性进行准确判断 。 最后 ， 要想知道这个系统中的系外行星是否适宜居住 ， 还需要新一代望远镜的勘测数据进行证实 。


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