研究表明，TRAPPIST-1 行星可能在水中游泳

新的研究表明，距離地球約 40 光年的七行星系統(tǒng)可能在水中游泳。

在2017 年 2 月科學(xué)家們宣布發(fā)現(xiàn)了幾顆圍繞紅矮星 TRAPPIST-1 運(yùn)行的系外行星，從那時(shí)起，天文學(xué)家就敏銳地監(jiān)測(cè)該系統(tǒng)的潛在生命跡象（又名生物特征）。

根據(jù)最近的發(fā)現(xiàn)，這些行星可能含有豐富的生命最關(guān)鍵的元素之一：水。

自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，科學(xué)家們已經(jīng)來(lái)來(lái)回回TRAPPIST-1 系統(tǒng)中的任何行星是否適合居住。很像比鄰星系統(tǒng)及其類(lèi)地行星 （比鄰星 b），爭(zhēng)論集中在它們的母星上：M 型（紅矮星）恒星。這些恒星比我們的太陽(yáng)更小、更冷，并以其本身的方式而聞名容易出現(xiàn)耀斑活動(dòng).

另一個(gè)主要問(wèn)題是該系統(tǒng)中的水的可用性。先前的發(fā)現(xiàn)表明，行星繞軌道運(yùn)行的紅矮星可能有過(guò)多的水，但它們可能不會(huì)堅(jiān)持太久。

這些發(fā)現(xiàn)得到了其他研究的支持，這些研究顯示這些行星經(jīng)歷了太空中的水損失率高，由來(lái)自宿主恒星的強(qiáng)烈紫外線(xiàn) （UV） 輻射引起。

在一項(xiàng)新研究中，由華盛頓大學(xué)的天體生物學(xué)家特倫特·托馬斯 （Trent Thomas） 領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員解決了JWST.

JWST 最近的觀察TRAPPIST-1 c （拖輪人 1 c）排除了厚厚的二氧化碳大氣層，這表明這顆行星并不像以前認(rèn)為的那樣“像金星”。然而，這些觀察結(jié)果并不排除其化學(xué)解離產(chǎn)生的水蒸氣或氧氣的存在。

作為團(tuán)隊(duì)在他們的論文中解釋，“維持大氣中的水蒸氣需要當(dāng)今的水源，例如火山脫氣。

為了研究這種可能性并估計(jì) TRAPPIST-1 行星上合理的脫氣率，該團(tuán)隊(duì)根據(jù)太陽(yáng)系的巖石行星開(kāi)發(fā)了一個(gè)理論脫氣模型（汞,金星、Earth 和火星).然后，他們根據(jù)對(duì)該系統(tǒng)的觀察和對(duì)其地球化學(xué)的已知情況應(yīng)用過(guò)濾器，以限制可能的情景。

他們的研究結(jié)果表明，所有七顆行星的脫氣速率都將是地球的 0.03 到 8 倍。然而，他們還發(fā)現(xiàn)巖漿的放置速率（巖漿穿過(guò)行星的速度）與火星相似。

雖然有跡象表明火星的表面下仍有巖漿，它被認(rèn)為是“火山死亡的”。TRAPPIST-1 行星可能也是如此。

“我們對(duì)巖漿放置速率的模型結(jié)果還表明，TRAPPIST-1 行星目前更有可能具有低或沒(méi)有火山活動(dòng)，”研究人員在他們的報(bào)紙。

“我們的結(jié)果表明，TRAPPIST-1 行星上的水脫氣速率更有可能低于地球，但合理的范圍還包括比地球高一個(gè)數(shù)量級(jí)的脫氣速率。”

他們的結(jié)果進(jìn)一步表明，TRAPPIST-1 行星可能具有相對(duì)干燥的類(lèi)地幔。但正如他們所強(qiáng)調(diào)的，水有可能占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 1%。

“我們的結(jié)果表明，在更廣泛的探索的地幔含水量范圍內(nèi)，較干燥的地幔是首選，”團(tuán)隊(duì)解釋道.

“這是因?yàn)槲覀兗僭O(shè) TRAPPIST-1 行星具有地球內(nèi)部，在 TRAPPIST-1 系統(tǒng)的 54 億年年齡中，地幔含水量保持在 1% 的重量上限以下。偏愛(ài)下地幔 H₂O 值與地幔含水量."

考慮到雖然水覆蓋了地球表面約 71%，但它僅占地球總質(zhì)量的 0.02% 左右，這一點(diǎn)尤其有趣。

這可能意味著在 TRAPPIST-1 宜居帶內(nèi)運(yùn)行的行星處于火山狀態(tài)，并且具有不同程度的水，從潛在的“水世界”和貧瘠的巖石世界到被海洋覆蓋的類(lèi)地行星。

這些結(jié)果強(qiáng)化了 TRAPPIST-1 系統(tǒng)不缺水的觀點(diǎn)。不幸仍有許多問(wèn)題關(guān)于它的宜居性。

幸運(yùn)的是，韋伯對(duì) TRAPPIST-1（和其他紅矮星系統(tǒng)）的觀測(cè)仍處于起步階段。額外的觀測(cè)將使天文學(xué)家能夠限制該系統(tǒng)的潛在宜居性。

他們的發(fā)現(xiàn)在預(yù)印本可在 arXiv 上找到。

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