【博科园-科学科普】当我们最终在地球之外的某个地方找到生命时，它将会是一个漫长的探索的终点。生命可能不会向我们宣布它的存在，必须沿着一条长长的线索链找到它。就像科学家不断告诉我们的那样，线索链的开始是水。去年TRAPPIST-1系统的发现引起了极大的兴奋。7颗行星围绕着恒星TRAPPIST-1运行，距离地球只有40光年。
印象概念图显示了几颗环绕着超酷的红矮星TRAPPIST-1的行星。新的观察和分析已经对所有7个地球大小的行星的密度产生了良好的估计，并表明它们富含挥发性物质，可能是水。图片版权：ESO
当时天文学家们认为至少有一些是类似地球的。但现在一项新的研究表明，一些行星可能比地球拥有更多的水。大约250倍。这项新研究的重点是7个trappi -1行星的密度。试图确定密度是一项具有挑战性的任务，它涉及到望远镜世界中的一些能量屋。斯皮策太空望远镜，开普勒太空望远镜，和SPECULOOS(寻找可居住的行星，超过超酷的恒星)在ESO的帕纳尔天文台的设施都在研究中使用。
印象概念图显示了几颗环绕着超酷的红矮星TRAPPIST-1的行星。新的观察结合非常复杂的分析，现在已经对所有7个地球大小的行星的密度产生了良好的估计，并表明它们富含挥发性物质，可能是水。图片版权：ESO/M. Kornmesser
在这项研究中，三架望远镜的观测结果都是复杂的计算机模型，以确定7个特拉普斯行星的密度。因此我们现在知道它们都是由岩石构成的，其中一些可能是质量为5%的水(地球的质量仅为0.02%)。找到这些行星的密度并不容易。要做到这一点，科学家必须确定质量和大小。这些行星是通过轨道交通方式发现的，当行星通过恒星和我们之间的时候，恒星的光就会下降。通过这种方法可以很好地了解行星的大小，但仅此而已。
要找到质量要困难得多，因为不同质量的行星都有相同的轨道，并不能把它们分开。但是在像TRAPPIST-1这样的多行星系统中，有一种方法。当行星围绕着trappi1 -1恒星运行时，更大的行星会干扰其他行星的轨道，而不是更轻的行星。这改变了过渡的时间。这些影响是“复杂和非常微妙的”，并且需要大量的观测和测量，以确定它们的密度。
该研究的主要作者Simon Grimm解释了它是如何做到的：TRAPPIST-1行星是如此紧密地相互作用，以至于它们相互干扰，所以当它们经过恒星前的时候，会有轻微的变化。这些变化取决于行星的质量、距离和其他轨道参数。使用计算机模型，模拟行星的轨道，直到计算的过渡与观测值一致，从而得出行星质量。
那么水呢?
首先这项研究没有发现水。它检测到可能是水的挥发性物质。无论他们是否证实了水的存在，这些仍然是非常重要的结果。正在寻找系外行星，下一步是确定系外行星的大气层的性质。团队成员埃里克·阿格尔对这一事件的意义发表了评论:一段时间以来，系外行星研究的目标是探索行星在大小和温度上的组成。TRAPPIST-1的发现和在智利的ESO设施的能力以及NASA的太空望远镜在轨道上的发现使得我们第一次看到了地球大小的系外行星是由什么组成的!
这张图比较了太阳系行星的大小、质量和估计的温度。这些颜色表示温度和黑线与太阳系中类地行星的密度和组成相匹配。这条线上的行星密度较小，而下面的行星密度更大。图片版权：EXO/S.Grimm et. al.
这项研究并没有告诉我们是否有任何的特拉普行星有生命存在，或者即使它们是可居住的。这只是希望，也许有一天，能在某个地方找到生命。研究报告的合著者、伯尔尼大学的布里斯-奥利维尔·德莫里说：密度虽然是行星组成的重要线索，但对可居住性没有任何意义。然而研究是向前迈出的重要一步，因为将继续探索这些行星是否能够维持生命。
这张图比较了7个trappi -1行星的质量和能量输入，以及四个太阳系最内部的行星的特性。图片版权：NASA/JPL-Caltech
这是研究在特拉普系统中对不同行星的研究结果：
1、TRAPPIST 1-b和1c是两个最内层的行星，它们很可能有岩石核，周围环绕着比地球厚得多的大气层。
2、TRAPPIST-1d是行星中最轻的，约占地球质量的30%。我们不确定它是否有一个大的大气层，一个海洋或者一个冰层。
3、TRAPPIST-1e有点让人吃惊。它是恒星系系中唯一比地球密度稍高的行星。它可能有一个密集的铁芯，它不一定有厚厚的大气层，海洋或冰层。
4、TRAPPIST-1e是一个谜，因为它看起来比其他行星都要复杂得多。它与地球最相似的大小，密度和它从恒星接收到的辐射量。
5、TRAPPIST-1f, g和h可能有冰冻的表面。如果它有稀薄的大气，就不太可能包含在地球上发现的重分子，比如二氧化碳。
TRAPPIST-1系统将会被研究很长时间。它有望成为詹姆斯·韦伯太空望远镜的首批目标之一(我们希望如此)。这是一个非常有趣的系统，不管有没有行星被认为适合居住，研究它们将会教会我们很多关于水，适居性和生命的探索。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
作者：Evan Gough
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
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