研究表明,新发现的行星上可能存在适宜居住的气候条件

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新发现的七颗围绕超冷矮星TRAPPIST-1运行的行星,他们的大气密度非常大并且有致命的可能,但是最新研究证实了一个之前提到过的特例:一个完全被水覆盖的星球可能存在人类所认知的宜居气候。

在《天体物理学杂志》上发表的研究表明,辐射和化学模型细化了TRAPPIST-1的七个和地球差不多大的行星,假设人类可以安全的保证一趟去往39光年外的旅行,那么其中的TRAPPIST-1 e是最有可能适合人类居住的一颗。

《一个被海洋覆盖的水世界》,该研究论文的主要作者、华盛顿大学博士生安德鲁·p·林考斯基(Andrew P. Lincowski)表示,“这颗行星很可能是一个被海洋覆盖的水世界,从这方面看来,他有着和地球相似的气候条件。”

“星系中不同的行星也会向我们透露星球的年龄和变化”,林考斯基说。

“这是一个可以让我们深入了解行星演化的行星序列,特别是在行星周围发出的和太阳光很不一样的光,”林考斯基说。“它就是一个金矿。”

艺术家对TRAPPIST-1系外行星的再现

Trappist -1是一颗微小的M级矮星,1999年由两微米全天巡天观测首次发现(随后用比利时研究人员都很喜欢的特拉普啤酒命名)。

直到2015年科学家们才发现了TRAPPIST-1的系外行星 (太阳系外另一颗行星的名字),并在2016年5月宣布发现了三颗。

这张图片模拟了Trappist-1f的表面。最新研究表明他的姐妹星球,Trappist-1e,可能存在宜居气候。

2017年,美国宇航局斯皮策太空望远镜发现TRAPPIST-1有7颗行星,而不是3颗。并且发布的研究结果称其中有三颗适宜居住。(我知道,我们有绝佳的机会以七个小矮人或彩虹的颜色来命名它们,但我们用的是字母。TRAPPIST-1靛蓝色?让我在这颗星球上找找看生命吧。)

图为TRAPPIST-1e,由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)利用斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)的小块数据汇编而成

模拟一颗和太阳有很大不同的行星的气候可以引导科学家们对于其他类似星球做研究。这些模型识别出与大气气体有关联特征的波长,并用詹姆斯韦伯望远镜记录下来,这样对研究人员们辨认行星的组成和环境很有帮助。掌握不同的行星的构成有助于提高我们分辨行星是否宜居的能力。

詹姆斯·韦伯太空望远镜比原定完工日期晚了11年,比最接近的预算上限80亿美元多出了8亿美元。

我们或许可以确定行星是否宜居,但是我们没有那个技术去实地勘测。即使高速运转的宇宙飞船“新视野号”(它以每秒14.31公里的速度飞行),它仍然需要81.7万年才能从地球到达这颗恒星。

摘要:

Trappis -1行星系统为利用詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)和地面天文台研究陆地系外行星的演化提供了一个前所未有的机会。由于M矮行星可能经历极度的挥发性损失,TRAPPIST-1行星可能会高度进化,极有可能导致大气不再适宜居住。我们使用了一个通用的一维地球气候模型,将逐行辐射转移与混合长对流(VPL气候)连接到一个地球光化学模型中,以模拟TRAPPIST-1行星的环境状态。

我们提出的平衡气候具有自洽的大气成分和观测鉴别,包括以10 - 100bar O2-和co2为主的干燥后的大气,包括内部排气,以及富水成分。我们的模型显示了一系列的表面温度,其中大部分都不适合居住,尽管TRAPPIST-1 e水行星可以维持一个温和的表面,因为它有类似地球的地质气体和二氧化碳。

我们发现干燥的TRAPPIST-1每小时可以产生超过最大温室温差的宜居的地表温度。这些大气在透射和发射光谱中的观测判别式受光化学过程和气溶胶形成的影响,包括碰撞诱导的氧吸收(O2-O2)和O3、CO、SO2、H2O和CH4吸收特征,传输信号高达200ppm。我们模拟的透射光谱与K2、哈勃太空望远镜和斯皮策对TRAPPIST-1行星的观测一致。对于一些陆地大气成分,我们发现TRAPPIST-1 b不太可能产生气溶胶。这些结果可以为TRAPPIST-1系统和其他M类矮地行星的JWST观测规划和数据解释提供参考。

作者: Tiffany Jeung

FY: 是喵

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