哈伯望遠鏡檢測,TRAPPIST-1 外圍行星有機會找到水

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 04 日 12:55 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

2017 年 2 月,科學家確認了環繞「TRAPPIST-1」超冷矮星的行星數量達到 7 顆,且至少有 3 顆位於適居帶,唯一令人惋惜的是行星與母星的超近距離可能足以蒸發掉星球上所有水氣。現在,一個國際天文團隊利用哈伯太空望遠鏡檢測,估計最外圍的幾顆小行星地表仍然有機會找到水。



歐洲太空總署(ESA)指出,由瑞士日內瓦大學天文學家 Vincent Bourrier 領導的國際團隊利用 NASA 哈伯太空望遠鏡的成像光譜儀(STIS),在 3 個月內研究了「TRAPPIST-1」系統各個行星於過去 80 億年接收的紫外線(UV)輻射量,依此推測行星表面可能蒸發了多少水、還剩下多少。

Vincent Bourrier 說,紫外線輻射是行星大氣演化的重要因素,在光解離(photodissociation)作用下(註),較低能量的紫外光可將水分子分解成行星表面的氫原子和氧原子,而較高能量的紫外光可將行星上層大氣的水蒸氣分解成氫氣和氧氣。由於氫氣非常輕,可以逃離至外太空並被哈伯望遠鏡檢測。

觀察結果發現,系統最內部的兩顆行星「TRAPPIST-1b」和「TRAPPIST-1c」,於過去 80 億年蒸發的水分含量高達地球海洋的 20 倍;但位於適居帶的外部行星「TRAPPIST-1e」、「TRAPPIST-1f」、「TRAPPIST-1g」只蒸發了 3 倍地球海洋的水量,這表示內部行星的表面可能已經「燒焦」了,但外部行星的地表仍有很大機會存在水,成為生命起源地。

天文學家對於「TRAPPIST-1」系統既期待又怕受傷害,因為圍繞著母星的 7 顆行星軌道都遠小於水星環繞太陽的軌道,「TRAPPIST-1b」及「TRAPPIST-1c」與母恆星的距離甚至只有地球與月球距離的 1.6 倍。這 7 位鄰居會在彼此的天空交錯出現,且某些情形下,肉眼觀測到的直徑會是地球上所見月球直徑的數倍。

不過,水的形成固然重要,但仍不足以保證該環境具備存活條件。來自哈佛史密森天體物理中心(CfA)的科學家傑里米·德雷克(Jeremy Drake)曾表示,「我們絕對不會說人類應該放棄從紅矮星上尋找系外生命,但我們的工作也表明,我們應將目標盡可能地瞄準更像太陽的恆星系統。」

Bourrier 也說,目前利用哈伯望遠鏡蒐集到的行星含水量數據並沒有最終結論,即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡才是尋求外星水資源的最佳候選人。

註:光解離(photodissociation)作用:當分子吸收一定程度的光子能量時,分子會直接解離成原子,比如一個氫分子需要 400kJ / mol 的能量,來吸收 300 奈米波長的紫外光解離成氫原子。

(首圖來源:NASA

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