太陽系外最大的類地行星群

瀟湘子

科學家們一直想弄清楚，是不是在銀河系和更廣闊的宇宙中，普遍存在著與我們的星球組成成分相似的行星？

2016年，科學家們發(fā)現(xiàn)了一個星系——Trappist-1星系，它與我們的太陽系很像，由一顆恒星和七顆行星組成。這個星系中的行星由與地球相似的物質(zhì)組成，但它們的密度都比較低。它們會是什么樣的世界呢？

七顆密度相似的行星

Trappist-1是一顆距離地球約40光年的恒星，在它的周圍有七顆繞其運行的類地行星。這是迄今為止我們?nèi)祟愒谔栂低獍l(fā)現(xiàn)的最大的類地行星群。

繞著Trappist-1運行的這些行星都不是氣態(tài)行星，它們的物質(zhì)成分很稠密，與我們太陽系中的地球、火星、金星和水星等巖石質(zhì)行星類似。最令科學家注目的是，這些行星的組成成分和密度都非常相似，像同時出生的多胞胎一樣，這與我們太陽系明顯不同，因為太陽系行星的組成成分和密度都各不相同。早在2018年，一個來自瑞士的科學家團隊就曾對這七顆行星的質(zhì)量進行過研究和計算。如今，憑借觀測到的新數(shù)據(jù)，他們成功測算出了這七顆行星的密度。事實證明，這些行星的密度比他們之前所預(yù)期的更相似。

Trappist-1星系中的行星密度如此相似，意味著它們很有可能是由相同的物質(zhì)以相似的比例組成的。參與這項研究的天體物理學家埃里克·安哥爾認為，與大多數(shù)類地行星一樣，Trappist-1星系中的行星很可能也都是由鐵、氧、鎂和硅等組成，但是它們和我們的地球有著顯著區(qū)別。這些行星的密度似乎比地球低8%，這表明組成它們的物質(zhì)比例與組成地球的物質(zhì)比例不同。

它們?yōu)槭裁疵芏缺容^低？

造成這種密度差異有兩種可能性。

一種可能性是，Trappist-1星系中各行星的表面可能被水覆蓋，從而降低了它們的總體密度。研究人員將行星內(nèi)部模型與行星大氣模型相結(jié)合，對Trappist-1星系中的七顆行星的含水量進行了測算。他們表示，如果水能解釋這種密度差異，那么對于該星系的最外層四顆行星，水將占到它們總質(zhì)量的5%，遠遠超過水占地球總質(zhì)量的比例（水占地球總質(zhì)量的比例是0.1%）。

不過，測算的結(jié)果令人失望，Trappist-1星系中內(nèi)層的三顆行星很可能是無水的，外層的四顆行星含水量不超過1%。

另一種可能性是，這些行星所含的鐵比地球少，地球含鐵量為32%，而它們的含鐵量只有21%。這些行星中的鐵也有可能與氧結(jié)合形成了氧化鐵（我們通常稱之為“鐵銹”），而這些額外的氧降低了它們的密度。

火星之所以呈現(xiàn)銹紅色，就因為氧化鐵的存在。但氧化鐵幾乎只是存在于火星的表面，其核心就像太陽系的其他類地行星一樣，仍是由未氧化的鐵組成。如果說氧化鐵是這七顆系外行星密度較低的原因，那就意味著這七顆星球每一顆都整個“生銹”了，而且還缺乏固態(tài)的未氧化“鐵核”。

有吸引力的星系

對于天文學家而言，Trap-pist-1星系是令人著迷的，因為圍繞著這顆恒星，我們可以了解到在一個單一星系中巖石質(zhì)行星的多樣性，可以回答有關(guān)系外行星的宜居性和宇宙其他地方生命存在的可能性等問題。

自2016年Trappist-1星系被發(fā)現(xiàn)以來，無論是用太空望遠鏡還是地面望遠鏡，天文學家對它進行了大量的觀測，僅是用美國宇航局噴氣推進實驗室運營的斯皮策太空望遠鏡，觀測時間就長達1000多小時。

夜空中到處都是行星，而在過去的30年里，科學家才得以真正開始揭開它們的神秘面紗。無論如何，科學家們總是“野心勃勃”，他們始終想知道，在我們的星球之外，是否存在著適合我們?nèi)祟惥幼〉募覉@。