TRAPPIST-1行星提供宜居自然条件的线索

▲在环绕红矮星TRAPPIST-1的轨道上发现的7颗行星以及围绕太阳的行星。

TRAPPIST-1是一颗寒冷的红矮星，体积较大，质量比木星大得多。在环绕TRAPPIST-1的轨道上发现的7颗行星，均为地球大小，且有陆地覆盖，这使它们成为研究行星形成和潜在宜居自然条件的理想对象。

美国亚利桑那州立大学、地球与空间探索学院和范德堡大学的科学家们一直致力于研究TRAPPIST-1行星的宜居条件，特别是水的组成。他们的发现最近发表在《自然-天文学》上。

从测量的质量和体积来看，所有TRAPPIST-1行星的密度都比岩石小。在其他许多类似的低密度行星上，人们一般认为星球上的低密度部分是由大气气体组成的。然而经过分析，科学家们确定，TRAPPIST-1行星上低密度的部分是大量的水。由地球科学家和天体物理学家组成的跨学科团队正着手探究这些地球大小的行星上到底有多少水，以及它们在哪里形成。

为了确定TRAPPIST-1行星的组成，研究小组使用了由亚利桑那州立大学的Cayman Unterborn和地球与空间探索学院Alejandro Lorenzo开发的独特的软件包——ExoPlex，并利用了最先进的矿物物理计算器。通过分析发现，相对“干燥”的内行星（图中的b和c）含水量低于15%，外行星（图中的f和g）含水量则超过了50%。

研究人员还发现，富含冰的TRAPPIST-1行星比冰线更接近它们的主星。“冰线”指的是在距离主恒星的这个距离之外，水以冰的形式存在，行星可以吸收它们，而在冰线内侧，水以水蒸气的形式存在，不会被行星吸收。通过分析，研究小组确定，TRAPPIST-1行星是在离恒星较远、冰线以外的地方形成的，并迁移到离主恒星较近的轨道上。这是第一个利用行星组成支持行星迁移的研究。而且，了解在冰线内外侧形成的行星，让研究小组第一次对行星迁移进行了量化。

有趣的是，当我们认为水是生命的关键时，TRAPPIST-1行星可能有太多的水而不能维持生命。这意味着虽然像TRAPPIST-1这样的M型主序星是宇宙中最常见的恒星（这些恒星也拥有行星），但大量的水使让它们并不利于生命的存在。

“我们通常认为，行星上的液态水是生命开始的一种方式，因为地球上所有的生命，主要由水组成，也靠它生存，然而，如果一个行星上全是水，或者没有陆地，就没有生命必需的地球化学或元素循环。”范德堡大学的Natalie Hinkel解释道。

虽然我们不太可能在TRAPPIST-1的行星上找到生命的证据，但通过这项研究，我们可能会更好地了解冰行星的形成方式，以及在寻找生命时，我们该着眼于哪种类型恒星和行星。

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  编译：花花 审稿：西莫 编辑：张梦

来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180320141320.htm