天文|四十光年之外 这些行星拥有惊人的相似密度 就连科学家也不敢相信


天文|四十光年之外 这些行星拥有惊人的相似密度 就连科学家也不敢相信
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简介:TRAPPIST-1系统中的七个类地行星可能全部由同一材料制成 。
特拉普1号系统是五年内最令人难以置信的发现之一 。 这个系统由一个红矮星和围绕它运转的7颗类地行星组成 。 这个红矮星距离我们只有四十光年的距离 , 以至于我们能够对它们进行细致的调查 。 最新的调查对它们的组成成分有重要的见解 。

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据行星科学杂志报道 , 特拉普1号的7个行星有着惊人相似的密度 , 这和我们太阳系有很大差异 。 这一点让人们尤为感兴趣 。 在太阳系里 , 如果把气态巨行星算进来的话 , 我们熟知的行星的密度差异显然很大(例如土星 , 将会浮在水面上) 。 但即使我们仅仅考虑岩石类行星 , 我们依然会发现火星的密度远不及金星 , 水星和地球 。

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特拉普1号系统的所有行星都被确认有陆地 , 所以他们被认为或多或少会包含同种元素 , 例如铁 , 氧 , 镁和硅 , 这些元素所占的比例无疑让人很感兴趣 。 这八颗行星的密度比我们地球要稍微小一点 , 准确来说少了8% 。 为此 , 科学团队提出了两种猜想来解释这种情况 。

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第一种可能是这八颗行星都富含水分 。 如果他们和地球的元素组成比例相似 , 含有5%的水分 , 那么这就符合这些行星的密度 。 不过这就意味着这些行星拥有极为丰富的水资源——相比之下地球的水资源占比只有0.1% 。 研究人员并不认为最里面的三颗行星会富含水源 , 这样的话如果外面四颗行星和里面三颗干燥的行星密度相同 , 那就是一种非常奇怪的巧合了 。

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这个研究小组仔细研究了这7颗星的铁元素组成 , 给出了更好的解释:这些行星和地球拥有相同的成分 , 但铁元素所占比例要比地球小 , 这些行星上铁元素所占质量比是21% , 而地球高达32% 。 另一种可能是 , 与其说这些行星的铁含量少 , 倒不如说这些行星可能有更多的氧化铁 。 加入氧元素无疑会减少它们的密度 。 以上两种猜测也许都对 。

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“这种密度比地球低的原因可能是两种情形共同作用的结果——既含有总质量较少的铁元素 , 也含有一些氧化铁 , 它们可能含有比地球更少的铁元素 , 并且拥有像火星那样的氧化铁 。 ”文章的第一作者埃里克·阿戈尔博士在华盛顿大学的一次演讲中说 。

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这项成果可能多亏了2016年开始的对这个行星系统的持续观察 。 地面和太空望远镜的观测数据对我们更好地了解特拉普1号具有重要的价值 。
“天空中充满了行星 , 但在最近的30年里我们才开始揭开他们神秘的面纱 , 这是为了确定这些行星的宜居性 。 ”来自苏黎世大学的合著者卡罗琳·多恩博士总结说 。

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相关知识
TRAPPIST-1 , 即 2MASS J23062928-0502285 , 是一颗表面温度极低的超冷红矮星 , 距离地球约39.13光年(12.0秒差距) , 天球上位于宝瓶座 。 2017年2月 , 天文学家在该恒星周围发现7颗类地行星 , 是已知行星系统中拥有次多类地行星者 , 仅次于太阳和开普勒90 。
由比利时列日大学天文物理与地球物理研究所天文学家米夏埃尔·吉隆(Micha?l Gillon)带领的团队使用位于智利拉西拉天文台的凌星行星及原行星小望远镜(TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope , TRAPPIST)观测TRAPPIST-1以寻找是否有系外行星环绕 。 借着观测凌星测光 , 该团队发现了三颗体积与地球相当的系外行星环绕TRAPPIST-1 。 较内侧的两颗已经被母恒星潮汐锁定 , 而最外侧的行星可能位于该系统的适居带内或外侧距离边缘不远处 。 发现这三颗行星的团队自2015年9月至12月对TRAPPIST-1进行观测 , 并且成果于2016年5月的《自然》期刊 。

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2017年2月22日 , 天文学家宣布在TRAPPIST-1周围再发现4颗行星 。 除了TRAPPIST , 参与发现这4颗行星的望远镜还有甚大望远镜、史匹哲太空望远镜等等 。 因此环绕TRAPPIST-1的行星数量达到7颗 , 并且可能至少有3颗行星位于适居带内 。 因此可以想像 , 如果该系统其他4颗行星表面如有液态水存在于某处 , 也许也是适合生命存在的 。
BY: Dr Alfredo Carpineti
FY: 巽辰
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