一幅艺术家的插图展示了两颗地球大小的行星在一颗名为TRAPPIST-1的M矮星表面旋转。信贷:NASA / ESA /太空望远镜科学研究所/ J。德智慧

七个地球大小的外星世界沐浴在其母星发出的凉爽红光中。这个行星动物园存在于一颗被其他系外行星猎人忽视的恒星周围,尽管它距离地球只有12秒差距(39光年)。

天文学家以前也发现过其他七行星系统,但这是第一次发现这么多地球大小的行星。所有这些行星的轨道距离都合适,表面的某个地方可能有液态水。

马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的天体物理学家艾丽莎·金塔纳说:“拥有这个七星系统真的令人难以置信。”“你可以想象有多少附近的恒星可能拥有很多很多的行星。”

其中一些行星是去年宣布的,但作者在2月22日发表的一篇论文中首次公布了五颗新发现的行星自然1.由于该星系离地球很近,天文学家可以相对容易地研究这些行星的大气。这可能会揭示出世界的惊人多样性,从岩石到冰的成分不等。

科罗拉多大学博尔德分校的天文学家Zachory Berta-Thompson说:“这个系统将成为我们了解小行星演化的最好实验室之一。”

这也证明了那些寻找行星的天文学家是正确的围绕着被称为M矮星的凉爽昏暗的恒星.这些是银河系中最常见的恒星类型,但许多系外行星的搜索都集中在更大、更亮、更像太阳的恒星上。美国宇航局的开普勒太空望远镜发现了迄今为止已知的4700多颗候选行星中的大部分,直到最近才开始研究M矮星.“这些小恒星完全被忽视了,”比利时Liège大学的天文学家Michaël Gillon说。

七宗罪

Gillon领导了TRAPPIST合作项目,该项目使用两个60厘米的望远镜来寻找行星:一个在智利,一个在摩洛哥。他们寻找当行星从恒星表面移动时恒星光线的微弱变暗。去年5月,该团队最初报告了这颗被称为TRAPPIST-1的恒星周围的三颗行星2

该团队只瞥见了其中一颗行星的两次,所以他们用其他望远镜跟踪微弱的信号。这一过程包括美国宇航局的斯皮策太空望远镜连续20天观测这颗恒星。由此产生的数据显示,科学家们认为的一颗行星实际上是四颗,它们大约每4天、6天、9天和12天围绕它们的恒星运行一次。

这四颗行星加入了最里面的两颗行星,它们每1.5天和2.4天围绕恒星旋转一次。该团队还发现了更远的第七颗行星的迹象。

吉伦说,这六颗内行星可能是在离恒星更远的地方形成的,然后向内迁移。现在,它们彼此如此接近,以至于它们的引力场相互作用,相互推动,使研究小组能够估算出每颗行星的质量。它们的质量大约是地球质量的0.4到1.4倍。

艺术家描绘的TRAPPIST-1的七颗行星可能的样子。来源:美国国家航空航天局/姓名

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这么多地球大小的行星如此近距离地排列在一起,对于那些致力于比较世界如何演化的研究人员来说,将是一个巨大的财富。金星和地球在相似的条件下开始,但最终处于两种截然不同的状态;无法居住的金星现在被浓密的云层所笼罩。TRAPPIST-1系统可能也有类似的行星。“如果其中一颗行星上有生命,而邻近的一颗没有,为什么不呢?”位于剑桥的麻省理工学院的天文学家Sarah Ballard问道。

“这是一个有七种不同语言的罗塞塔石碑——七颗不同的行星,可以为我们提供关于行星形成的完全不同的视角,”团队成员、麻省理工学院的数据科学家朱利安·德·威特补充道。

尽管每颗行星都至少有一部分可能存在液态水,但这并不一定意味着它们适合居住。TRAPPIST-1发出的x射线和紫外线辐射与太阳差不多,这可能会侵蚀行星可能拥有的任何保护性大气层3..这些行星很可能被锁定在轨道上,同一个半球总是面对着恒星,使它们永远处于半亮半暗的状态。这将使生命的繁荣变得更加具有挑战性。

其他研究人员已经在使用哈勃太空望远镜寻找TRAPPIST-1行星上的大气层。帕萨迪纳市加州理工学院的天文学家考特尼·萨利丁(Courtney Dressing)说,开普勒也在观测这个系统,并将收集数据,以便更好地确定行星的质量。TRAPPIST团队正在智利建造四台直径为1米的新望远镜来继续这项工作。

戈达德的系外行星科学家汉娜·韦克福德(Hannah Wakeford)说:“对于我们在科幻小说中看到的所有世界来说,这些世界更加不同寻常。”