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TRAPPIST-1系外行星显示关于可居住世界的线索

<p>根据有关行星直径,质量和与主星之间距离的可用数据,艺术家的概念显示了TRAPPIST-1行星系统的样子,截止到2018年2月</p><p>信用:NASA / JPL-加州理工学院TRAPPIST-1是一个超级在行星系统中,距离太阳大约40光年的行星木星,比行星木星略大,但质量更大的酷红矮星,TRAPPIST-1特别令人感兴趣,因为有七颗行星被探测到轨道运行这颗恒星比其他任何外行星系统检测到的行星数量都多</p><p>此外,所有TRAPPIST-1行星都是地球大小和陆地行星,使它们成为行星形成和潜在可居住性的理想研究重点ASU科学家地球与太空探索学院的Cayman Unterborn,Steven Desch和Alejandro Lorenzo与Vanderbilt大学的Natalie Hinkel一直在研究这些行星的可居住性,具体而言与水成分有关他们的研究结果最近在自然天文学中发表了计算相等的水TRAPPIST-1行星奇怪地从他们测量的质量和体积来看,所有这个系统的行星都比岩石密度小</p><p>在许多其他地方,同样低 - 密度世界,人们认为这种密度较低的成分由大气气体组成“但是TRAPPIST-1行星的质量太小而无法保持足够的气体来弥补密度不足,”地球科学家Unterborn解释说“即使他们能够为了保持气体,弥补密度不足所需的数量将使地球比我们看到的更加膨胀“所以研究这个行星系统的科学家已经确定低密度成分必须是其他丰富的东西:水这有之前已经预测过,甚至可能在GJ1214b这样的大型行星上看到过,所以由地球科学家和天体物理学家组成的跨学科ASU-Vanderbilt团队为你设定了确定这些地球大小的行星上可能存在多少水以及行星可能形成的方式和位置在红矮星TRAPPIST-1周围的轨道上发现的所有七颗行星都可以很容易地进入水星轨道内部,最里面的水星我们的太阳系行星信用NASA / JPL-加州理工学院但是有多少</p><p>为了确定TRAPPIST-1行星的组成,该团队使用了由Unterborn和Lorenzo开发的独特软件包,该软件包使用最先进的矿物物理计算器</p><p>该软件称为ExoPlex,允许团队将所有关于TRAPPIST-1系统的可用信息,包括恒星的化学组成,而不仅仅局限于单个行星的质量和半径团队用来确定组成的大部分数据是从名为Hypatia的数据集中收集的目录,由贡献作者Hinkel开发此目录将关于我们太阳附近恒星的恒星丰度数据,从150多个文献资料中合并到一个大型资料库中</p><p>他们通过分析发现的是相对“干燥”的内行星(“b” “和”c“)符合质量水含量低于15%(相比之下,地球质量为002%水)外行星(”f“和”g“)是一致的水质超过50%这相当于数百个地球海洋的水量TRAPPIST-1行星的质量继续被提炼,所以这些比例现在必须被认为是估计值,但总体趋势似乎很明显“我们第一次看到的是地球大小的行星,它们上面有大量的水或冰,“ASU天体物理学家和贡献作者Steven Desch说道</p><p>通过TRAPPIST-1”f“的模型组合切片质量百分比为50%水的压力足以使其成为高压冰</p><p>水幔边界处的压力非常大,根本没有上地幔;相反,最浅的岩石将更像地球下地幔中的岩石信用:ASU但是研究人员还发现,富含冰的TRAPPIST-1行星比冰线更接近它们的主星</p><p>任何太阳能中的“冰线”系统,包括TRAPPIST-1,是距离恒星的距离,超过它的水就像冰一样存在并且可以积聚到行星中;在冰线内部,水以蒸汽形式存在,不会被吸积 通过他们的分析,该团队确定TRAPPIST-1行星必须已经形成离它们的恒星更远的距离,超出冰线,并且迁移到它们当前靠近主星的轨道</p><p>这个系统中存在许多行星和其他行星的线索已经经历了大量的向内迁移,但这项研究是第一个使用组合来支持迁移的情况更重要的是,知道在冰线内外形成的行星允许团队首次量化迁移发生的程度因为像TRAPPIST-1这样的恒星在它们形成后最亮,随后逐渐暗淡,冰线随着时间的推移趋向于移动,就像干燥的地面和积雪覆盖的地面之间的边界,在白雪皑皑的夜晚垂死的篝火周围行星的确切距离向内迁移取决于它们形成的时间“行星形成的时间越早,”德施说,“离它们需要形成的恒星越远,就有这么多的冰”但是关于行星形成多长时间的合理假设,TRAPPIST-1行星必须至少从现在的两倍向内迁移此图表显示了富含冰的TRAPPIST-1行星的最小起始距离(特别是f和g)从它们的恒星(水平轴)看它们在它们的恒星诞生之后形成的速度(垂直轴)蓝线代表一个模型,其中水在170 K凝结成冰,就像我们太阳系的行星一样 - 形成盘红线适用于在212 K处凝结成冰的水,适用于TRAPPIST-1盘如果行星快速形成,它们必须形成得更远(并且在更远的距离内迁移)以容纳大量的冰因为TRAPPIST-1变暗随着时间的推移,如果后来形成的行星,他们可能已形成更接近主星并且仍然是冰富的太多有趣的事情有趣的是,虽然我们认为水对生命至关重要,但TRAPPIST-1行星可能也有很多水来支持李“我们通常认为在地球上使用液态水作为开始生命的一种方式,因为生命,正如我们在地球上所知,它主要由水构成,并要求它生存,”辛克尔解释说“然而,一颗行星是水世界,或者在水面之上没有任何表面的水世界,没有生命中绝对必要的重要地球化学或元素循环“最终,这意味着虽然M-dwarf恒星,如TRAPPIST-1,是宇宙中最常见的恒星(虽然很可能有行星围绕这些恒星运行),它们可能产生的巨大水量使它们不利于生命存在,尤其是足以在大气层中产生可检测信号的生命Hinkel So说,虽然我们不太可能在TRAPPIST-1行星上找到生命的证据,但通过这项研究,我们可以更好地了解这一点</p><p>“这是'太多好事'的经典场景</p><p>”如何形成冰冷的行星和wha在我们继续寻找生命中我们应该寻找的各种恒星和行星出版物:Cayman T Unterborn等人,“TRAPPIST-1行星的向内迁移,从其富含水的成分推断,”自然天文学(2018) doi:101038 / s41550-018-0411-6资料来源:

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