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氣候小星TRAPPIST 1的七個有趣的世界

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-13瀏覽次數:1786

并非所有的恒星都像太陽一樣,因此并非所有的行星系統都能以相同的期望進行研究。華盛頓大學領導的天文學家團隊的一項新研究為TRAPPIST-1行星周圍的七個行星提供了最新的氣候模型。這項工作還可以幫助天文學家更有效地研究與太陽不同的恒星周圍的行星,并更好地利用詹姆斯韋伯太空望遠鏡的有限和昂貴的資源,現在預計將于2021年發射。

11月1日發表在“天體物理學雜志”上的一篇論文的主要作者安德魯林克斯基說:“我們正在模擬一種不熟悉的氛圍,而不僅僅是假設我們在太陽系中看到的東西看起來像另一顆恒星是一樣的。” “我們進行了這項研究,以展示這些不同類型的大氣是如何看待的。”

該團隊只是發現,由于一個非常炎熱,明亮的早期恒星階段,世界上所有七顆恒星都可能像金星一樣進化,任何早期的海洋都可能蒸發并留下一個密集的,不適合居住的環境。然而,正如之前的研究表明,行星TRAPPIST-1 e可能是一個值得進一步研究的陸地海洋世界。 TRAPPIST-1,39光年或約235萬億英里,與恒星大小相同,仍然是恒星。一顆相對涼爽的“M矮星” - 宇宙中最常見的恒星 - 質量約為太陽質量的9%,半徑約為12%。 TRAPPIST-1的半徑僅略大于木星,盡管它的質量要大得多。

所有七個TRAPPIST-1行星大約都是地球的大小,其中三個 - 標記為e,f和g的行星 - 被認為處于其可居住區域,圍繞著一顆巖石行星可能具有的恒星。空間液態水在其表面,給生命一個機會。 TRAPPIST-1 d騎在可居住區域的內緣,而更遠的地方,TRAPPIST-1 h繞過該區域的外緣。 “這是一系列行星,讓我們深入了解這個星球的演變,特別是在與我們截然不同的恒星周圍,不同的光線從它出來,”林多斯基說。 “這只是一個金礦。”Lincowski說,之前的論文模擬了TRAPPIST-1世界,但他和研究團隊“試圖在輻射和化學中進行最嚴格的物理模擬 - 試圖使物理和化學成為正確。 “

該團隊的輻射和化學模型為每種可能的大氣氣體創建光譜或波長特征,使觀察者能夠更好地預測在系外行星大氣中的哪些氣體。林科夫斯基說,有一天,當韋伯望遠鏡或其他人實際檢測到氣體痕跡時,“天文學家利用光譜中觀察到的顛簸和波動來推斷存在哪些氣體 - 并與我們合作。進行比較以說明地球的組成,環境,以及它的進化歷史。“他說,人們習慣于思考像太陽一樣的恒星周圍行星的可居住性。 “但是M矮星是非常不同的,所以你必須考慮化學對大氣的影響以及這種化學對氣候的影響。”將陸地氣候模擬與光化學模型相結合,研究人員模擬了每個TRAPPIST-1世界的環境。狀態。

他們的模型顯示,最接近恒星的TRAPPIST-1 b是一個炎熱的世界,甚至像金星一樣會形成硫酸云。行星c和d從它們的恒星接收的能量比金星和地球從太陽接收的能量略多,并且可能類似于金星,具有密集,不適合的氣氛。 TRAPPIST-1 e最有可能在溫帶表面攜帶液態水,被認為是進一步研究的良好選擇。外行星f,g和h可以是金星狀或可以被凍結,這取決于行星在其進化過程中形成的水量。

事實上,任何或所有TRAPPIST-1行星都可以像金星一樣,任何水或海洋都會燃燒,Lincowski說。他解釋說,當水從地球表面蒸發時,來自恒星的紫外線會破壞水分子并釋放氫氣,而氫氣是能夠逃脫地球引力的最輕元素。這可能會留下大量氧氣,這些氧氣可能會留在大氣中并不可逆地從地下除去水分。這樣的行星可能具有厚厚的氧氣氛 - 但不是生命造成的大氣層,并且與觀察到的任何東西都不同。 “如果這些行星最初有比地球,金星或火星更多的水,這可能是可能的,”他說。 “如果行星TRAPPIST-1 e在這個階段沒有失去所有的水,今天它可能是一個被全球海洋完全覆蓋的水世界。在這種情況下,它可能具有類似于地球的氣候。” p>

林科夫斯基說,這項研究更多的是關于氣候變化而不是地球的可居住性。他計劃更多地關注水行星的未來建模及其生命機會。 “在我們了解這個行星系統之前,估計地球大尺度行星的可探測性似乎要困難得多,”英國天文學博士生Jacob Lustig-Yaeger的合著者說。他說這顆恒星很小,它會使望遠鏡數據中的行星大氣中的氣體特征(如二氧化碳)更加明顯。 “我們的工作告訴科學界我們可能期望看到TRAPPIST-1行星與即將到來的詹姆斯韋伯太空望遠鏡。”

Lincowski威斯康星大學的另一位合著者是Victoria Meadows,他是天文學教授,也是威斯康星大學天體生物學計劃的主任。 Meadows還是威斯康星大學NASA天體生物學研究所虛擬行星實驗室的首席研究員。所有作者都是研究實驗室的附屬機構。 “形成地球行星的過程對其適應能力以及我們解釋生命跡象的能力至關重要,”梅多斯說。 “這篇文章表明,我們可能很快就能夠在外星世界中尋找這些過程的潛在可檢測跡象。”水瓶座中的TRAPPIST-1以地面穿越行星和2015年首次發現該行星的小行星望遠鏡命名。來自周圍行星的證據。

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