TRAPPIST-1:超平坦的系外行星系统

如果将地球的轨道平面定义为0°的话,那么在太阳系中各大行星中倾角最大的是水星,倾角为7°,如果算上矮行星的话,那冥王星的倾角是17.2°。这么看来太阳系中的天体虽然大体上位于一个平面内,但是并不算平坦。行星之间的倾角反应了行星系形成的过程中受到的相互之间的引力影响和原行星盘物质的影响。

TRAPPIST-1是一个包含7个系外行星的系统,这些行星的轨道几乎位于同一个平面上,非常平坦
TRAPPIST-1是一个包含7个系外行星的系统,这些行星的轨道几乎位于同一个平面上,非常平坦

今天我们要介绍的这个行星系名叫TRAPPIST-1,它距离地球大约40光年,天文学家在其中发现了7颗系外行星,但是这些系外行星轨道中最大的倾角只有0.072°,可谓是最平坦的行星系了。

TRAPPIST-1是一颗很小的红矮星,质量只有太阳的9%大小,但是其半径只比木星大一点。虽然如此,TRAPPIST-1也算是正儿八经的恒星,因为它会发光发热,其表面温度有2566K,这么低的温度使得TRAPPIST-1的光度只有太阳的0.055%左右,而且其主要能量辐射是红外辐射。几乎各方面的数据都显示它是一颗勉强达到恒星门槛的小恒星。

虽然TRAPPIST-1是一颗很暗淡的红矮星,但是其却拥有7颗系外行星
虽然TRAPPIST-1是一颗很暗淡的红矮星,但是其却拥有7颗系外行星

虽然个头上TRAPPIST-1是恒星中的小弟弟,但是它的年龄却已经有76亿年了,比太阳还要更古老。更神奇的是,科学家在它的轨道上发现了7颗行星,而且这7颗行星的轨道周期还遵循着精确的数字比率,分别是8:5、5:3、3:2、3:2、4:3和3:2,这是一种轨道共振

这7颗系外行星中距离TRAPPIST-1最远的一颗也只有0.06个天文单位(900万公里),如果在我们太阳系中,那么水星的轨道都比它远5倍,可想而知其他的几颗行星距离主恒星的距离有多近了。

这么近的距离,这7颗系外行星都已经被主恒星潮汐锁定了,这就使得这些行星都会始终同一个面朝向恒星。另外因为它们之间的距离太近,所以会导致强烈的行星-行星潮汐相互作用力,这可能会导致这些行星上可能会有活火山存在。

TRAPPIST-1中的7颗行星大小都不算太大,最大的也仅有地球质量的1.38倍,最小的只有地球质量的0.32倍,所以这些系外行星应该都是岩石星球。

虽然它们距离主恒星的距离很近,但是前文我们已经说了TRAPPIST-1本身是一颗非常暗淡的红矮星,其光度只有太阳的0.055%,所以其宜居带也非常狭窄且半径很小,这就使得其中大概有三到四颗行星会处于TRAPPIST-1宜居带内。

TRAPPIST-1的7颗系外行星都不算大,和地球差不多一个数量级,其中一些可能位于宜居带中
TRAPPIST-1的7颗系外行星都不算大,和地球差不多一个数量级,其中一些可能位于宜居带中

不过虽然处于宜居带内,考虑到这些行星都被恒星潮汐锁定了,加上行星之间的引力扰动导致的潮汐力产生的火山和地震活动,再加上恒星虽然亮度低,但是依然会有比较强烈的极紫外辐射,这些因素综合在一起,这些系外行星上可能无法存在稳定的大气层和液态水,自然也可能无法存在生命了。

但是也可能一些距离较远的行星,比如TRAPPIST-1e和TRAPPIST-1f上可能还会有液态水的存在,甚至有科学家推测TRAPPIST-1f可以保留多达几个地球海洋的水,这些水可能占地球质量的50%;因此它可能是一个海洋行星。

总的来说,TRAPPIST-1是一个很神奇的行星系,一颗不起眼的小恒星,却拥有7个系外行星,而且距离地球也不是很遥远,所以对于科学家来说,它的可研究性还是挺强的,甚至还出现在一些科幻作品中。加上其中几颗行星位于宜居带内,对人类来说,对TRAPPIST-1还是充满着一些憧憬的。

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