tr這個行星系統,水比地球多得多,但怎么來的科學家終于搞清楚了
2017年,一個國際天文學家小組宣布了一項重大發現。根據多年的觀察,他們發現TRAPPIST-1系統(距離地球40光年的M型紅矮星)有不少于7顆巖石行星!整個系統的水可能比地球上所有的海水還要多250倍。同樣令人興奮的是,這些行星中有三顆是在恒星的可居住區內發現的,而這個系統本身已經有80億年的時間來發展生命化學。根據國際天文學家團隊最新發表在《皇家天文學會月刊》的文章顯示,這些水全都要歸結為柯伊伯帶的存在。
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關于太陽系是如何形成的,天文學家普遍認為它是在46億年前由氣體、塵埃和揮發物組成的星云形成的(星云假說)。這一理論認為,這些元素首先在中心結合,經歷引力坍縮形成太陽。隨著時間的推移,剩余的物質在太陽周圍形成一個圓盤,最終吸積形成行星。在太陽系的外圍,遺留下來的物體沉降到一個包含大量冰萜類物質的帶中,也就是柯伊伯帶。根據后期轟炸理論,水被無數的彗星和冰冷的物體從這條帶中撞出并向內投射,最終分配到地球和整個太陽系。
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所以如果TRAPPIST-1系統有自己的柯伊伯帶,那么它有理由涉及到類似的過程。在這種情況下,引力擾動會導致物體被踢出柯伊伯帶,然后向七顆行星移動,在它們的表面沉積水。再加上合適的大氣條件,恒星可居住范圍內的三顆行星表面可能有足夠的水。
柯伊伯帶的存在表明一個系統有一個巨大的揮發物和水的儲存庫。這個儲存庫通常位于一個系統的較冷區域,但是有不同的過程,這些過程可能會將一部分富水物質帶到可居住行星附近并輸送其內含物。找到一條彗星帶,就表明這個儲層存在。
【 tr這個行星系統,水比地球多得多,但怎么來的科學家終于搞清楚了】冥王星及其在海王星軌道外富含小行星的柯伊伯帶
為了尋找圍繞TRAPPIST-1系統柯伊伯帶的跡象,研究小組要依靠于阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)收集的數據。但是結果顯示,并沒有這樣一個帶的存在。但這并不能證明一個系統不會有足夠的水來維持生命。完全是有可能這樣一條帶在幾十億年的進化之后,由于動力學事件,消失了。它們也有可能因為隨著時間的推移,自然變得不那么明亮,導致微弱而無法察覺。
研究小組認為,TRAPPIST-1系統可能是由一個半徑小于40 AU、擁有不到20個地球質量的物質行星盤誕生的。此外,星盤中的大部分塵埃顆粒可能是向內輸送的,并用來形成行星系統的七顆行星。他們還利用建模代碼檢查了半人馬座Proxima及其系外行星的ALMA存檔數據,其中包括巖石和潛在可居住的Proxima b和新發現的超級地球Proxima c。
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在這里,他們的結果也只顯示了氣體和塵埃排放的上限,這意味著半人馬座近地天體的年輕圓盤的質量大約是形成太陽系的圓盤的十分之一。這項研究提出了一些關于低質量恒星系統的問題:
如果我們一直發現這類系統沒有巨大的彗星帶,這可能意味著用來形成這些彗星的所有物質都被用來形成和生長更接近的行星。這對于這些行星的組成意味著什么是非常不確定的,因為它實際上取決于這些行星形成的地點和方式。只是要指出的是,這種類型的帶在附近大約20%的恒星中被發現,這些恒星是像太陽或大質量/更亮的恒星。在低質量恒星周圍,這更具挑戰性,我們只知道M星周圍有幾條帶。
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這也可能是由于某些偏倚使得探測到明亮恒星周圍的暖帶比探測M型恒星周圍的冷帶更容易。這也可能是類太陽恒星(G型或更亮)周圍的行星系統結構與圍繞紅矮星運行的行星系統結構之間存在某種內在差異的結果。
簡言之,這些結果使得早期水如何在M型恒星系統中傳輸的問題成為一個謎。如何找到柯伊伯帶,恐怕要依賴于更為先進的望遠鏡和更縝密的模型。
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