NASA一下发现7个“地球”，“葫芦娃”星系现身宇宙
2017/2/24 千人智库
点击上方“科技日报”订阅哦!
比邻星b作为“另一个地球”，带给人类移居他乡的希望。现在，天文学家又找到一个神奇的系外行星系统，其7颗行星竟然都跟地球差不多大小，位于宜居带的竟有6颗之多。
39光年外的星系
位于太阳系外的行星被行星学家称为系外行星。新发现的行星系统距离地球39光年(235万亿英里)，被命名为TRAPPIST-1。
至少7颗行星绕着距离地球大约40光年的一颗红矮星旋转，它们的大小都类似于地球。这幅艺术想像画描绘了在其中一颗行星上空看到的整个行星系统。
之所以取这个名字，是因为2016年5月，研究人员首先用位于智利的“过境行星和行星小望远镜”发现了其中3颗行星，该望远镜的缩写即为TRAPPIST。现在，斯皮策太空望远镜证实并将系统中已知行星数量增加到7个。
利用斯皮策观测到的数据，团队精确测量了7颗行星的大小——质量最小的约为0.4个地球，最大的约为1.4个地球；团队还首次估计了其中6颗的质量，并认为它们都可能是岩态行星，但最外侧的第7颗行星质量还没估算出来，科学家认为，它可能是个冰冷的雪球状世界。
“亲密”的七兄弟
论文第一作者、比利时列日大学TRAPPIST系外行星调查组组长迈尔克·基伦说，“TRAPPIST-1行星系统是研究潜在宜居世界的最好目标”。
与我们的太阳相比，TRAPPIST-1系列行星围绕的恒星是一种超冷矮星，它如此“冰爽”，可以让离它很近的行星上也能存在液态水。
所有7颗行星的绕行轨道都比太阳与水星的距离更近，公转周期从1.5天到十几天不等。行星之间也非常“亲密”，如果有人能够站在其中一颗的表面上，或许都能分辨出临近行星的地质特征和云层，彼此看起来会比在地球上看天空中的月亮更大些。
此外，这些行星总是同一侧面对恒星，因此总有一侧永远是白天，而另一侧永远是黑夜。这可能意味着，它们的天气模式与地球上的天气模式完全不同。例如，从白天一侧吹向黑夜一侧的强风，极端的温度变化等。
立功的“斯皮策”
此次立功的斯皮策太空望远镜是一个红外望远镜，它绕地球轨道，随地球绕日公转，非常适合研究TRAPPIST-1，因为超冷矮星的波长比眼睛能看到的要长，只有在红外光下，才能显现真身。2016年秋天，斯皮策连续观察了TRAPPIST-1几乎达到500个小时，因其独一无二的轨道定位，才能观察到复杂的行星系统架构。
就是这台口径只有60cm的TRAPPIST望远镜，发现了TRAPPIST-1周围的行星。
NASA斯皮策科学中心主管西恩·凯瑞说：“这是我运营斯皮策14年中见过的最令人兴奋的结果。”他介绍，斯皮策将在秋季跟进，进一步完善对这些行星的理解。
据了解，NASA喷气推进实验室管理着科学任务局的斯皮策太空望远镜任务，科学操作由斯皮策科学中心进行，航天器由洛克希德·马丁航天系统公司操作，其观测数据存档在加州理工学院的红外科学档案馆。
其他望远镜齐帮忙
现在，NASA哈勃太空望远镜已经开始对其中4颗行星进行筛选，旨在观察其周围是否有氢气气氛的存在，以排除它们是气态行星的可能。
NASA开普勒空间望远镜也在研究该系统，并将于3月结束观测，结果将公布在公共数据档案中。
即将开启的詹姆斯·韦伯太空望远镜，将以更高的灵敏度检测这些行星上的水的化学痕迹，以及大气中甲烷、氧气、臭氧等成分，并分析行星的表面温度和压力，进而评估其可居住性的关键因素。
Q&A
寻找系外行星的科学价值何在？我们应该怎么看待目前唯一的家园——地球？记者就此专访了中科院国家天文台科学传播中心主任、行星科学专家郑永春。
记者：系外行星远在太阳系外，寻找它们难在哪儿？
郑永春：由于行星本身不发光，行星表面反射的光线相对恒星光芒而言极为微弱，常常被掩盖在母恒星的光辉内。所以，要在地球上发现数十到数百光年远的恒星周围的行星是很困难的。并非所有恒星都有行星，因此，系外行星的发现给了我们很大的惊喜。
记者：从科学价值上讲，探索系外行星具有哪些重要意义？
郑永春：通过搜寻系外行星，我们可以发现不同类型的行星，以及处于不同形成阶段的行星，这对研究行星的形成和演化过程很有帮助，也有助于了解地球是怎么形成的，以及预测地球的未来。
记者：位于宜居带的系外行星真的适合人类生存吗？如果要移民到一个适宜人类长期居住的天体，需要满足哪些条件？
郑永春：首先，要有大气层的保护。如果系外行星的大气太稠密或太稀薄，人类的心肺功能都难以承受。大气成分也很重要。地球大气的主要成分是氧气和氮气，而且要符合一定比例。氧气含量过高会发生醉氧，过低则会缺氧。臭氧层也不可或缺，没有它，人类患皮肤癌的概率将大大增加。
其次，要有液态水和适宜的温度。水是生命之源，根据地球的经验，生命的存在离不开水。但现有手段还无法证实系外行星上是否有液态水，只能根据系外行星与恒星之间的距离，来估算行星上的温度，并根据温度范围推断是否允许液态水的存在。
再次，适宜居住的系外行星必须有一个岩石质的表面，让人类可以继续生活在陆地上；这类行星要有一个完美的磁场，屏蔽来自恒星和恒星际的高能带电粒子；行星必须演化到中年阶段，内部能量释放比较温和，才不会有狂暴的地震、海啸和火山爆发。
最后，系外行星所在的行星系统已经演化到晚期阶段，大量的小天体碎片已经被大的行星吸积，行星际空间逐渐清朗，从而大大减少被小天体撞击的几率；恒星的能量释放比较稳定，否则人类在恒星爆发的超级带电粒子风暴面前，只能坐以待毙。
总之，系外行星本身不发光，在遥远的、很亮的恒星附近很难直接观测到。寻找系外行星，大多通过行星运行时对恒星的扰动来判断。迄今为止，还没有观测手段可以判断系外行星是否有岩石质的表面，是否有液态水，是否有磁场，大气层是否有氧气，更难以确认系外行星是否真正与地球环境相似。
记者：如果“葫芦娃”行星系统里，真的发现一颗类似地球的行星，我们是否有能力到达那里呢？
郑永春：以目前最快的航天器——探测冥王星的“新视野”号的飞行峰值速度7万—7.5万千米/小时计算，如果飞到39光年外的“葫芦娃”星系，需要的时间是57万年。所以，在星际飞行理论没有突破的情况下，如果不借助时空穿越，依靠现在的化学燃料火箭，人类基本上不可能抵达这些系外行星。
记者：既然如此，我们寻找系外行星的终极意义何在？
郑永春：我们希望登陆火星乃至移民系外行星，并不是因为那里更加美好，而是为了寻找人类未来的避难所。地球上的生物常常需要面对重大的灾难性事件。根据推测，地球上的生物大灭绝平均2600万年发生一次，就像曾经独霸地球的恐龙被灭绝一样，此类灾难一旦发生，将导致人类灭绝。寻找移民星球，是为了人类的火种在宇宙中得以延续，这就是我们搜寻系外行星和开展深空探测的终极价值。
记者：那我们应该怎么反观地球？
郑永春：除了地球，我们别无他所。宇宙中与地球几乎一模一样的星球是不存在的。虽然，从太阳系外看地球，它只是宇宙中的一粒尘埃。但恰恰是这粒尘埃，成了我们唯一可以生存的家园。因此，我们不能在地球上肆意破坏和污染，把一颗千疮百孔、伤痕累累的地球交给我们的孩子，这是每一代人的责任。系外行星的想象虽然美好，但这美好的“远水”解决不了人类面临的“近渴”。
带着希望穿星寻路
注：文中图片均来自网络
编辑：王小龙
审校：管晶晶
http://weixin.100md.com
返回 千人智库 返回首页 返回百拇医药