TRAPPIST-1 行星內部可能被母星耀斑加熱,增加行星適居性

作者 | 發布日期 2022 年 12 月 30 日 13:20 | 分類 天文 line share follow us in feedly line share
TRAPPIST-1 行星內部可能被母星耀斑加熱,增加行星適居性


恆星耀斑通常被認為會危害生命,尤其是靠近紅矮星周圍的行星。但最近一項研究表明,恆星耀斑也可能加熱岩石行星內部促進地質活動,進而為生命提供能量需求。

TRAPPIST-1 系統距離地球約 39 光年,至少有 7 顆岩石行星繞著 1 顆質量比太陽小 12 倍的 M 型紅矮星運行。由於 TRAPPIST-1 比太陽小很多,該系統內各行星公轉軌道也比太陽系行星還小,或者說這 7 顆行星與母星距離都在水星與太陽距離之內,最遠的行星公轉週期僅約 20 天。

系統內部 3 顆岩石行星則處於溫度適合液態水存在的適居帶,因此儘管行星能接收更多來自 TRAPPIST-1 母星的耀斑轟炸,天文學家也相當好奇 TRAPPIST-1 系統行星潛在適居性。

德國科隆大學團隊指出,當恆星耀斑加熱行星內部的同時不會提高大氣層溫度,要歸因於一個稱為歐姆損耗(ohmic loss)的物理技巧。如果被恆星耀斑轟擊的岩石行星恰好擁有磁場,則大氣層對生物有一定保護作用,不會被輻射剝離也不會被加熱,其次當耀斑穿過大氣層,行星磁場可以加強歐姆損耗效應,讓耀斑中的電磁波以不同形式進入地函傳播並釋放熱量。

在團隊的模擬中,研究人員發現 TRAPPIST-1 耀斑在行星內部產生的熱量,與地球內部放射性元素衰變產生的熱量一樣多(驅使地質過程),從長遠來看,該系統行星每年只要從母星吸收 16 次耀斑,就能獲得足夠能量加熱內部地函、溫度升高約 1,000K,使內部保持熔融狀態,唯一前提是這些行星磁場必須與地球磁場一樣強,目前我們不知道情況是否如此。

活躍的地質過程如:板塊構造、火山、熱液對流系統等,都能為生命提供能量來源與重要營養物質。最近,韋伯太空望遠鏡對 TRAPPIST-1 系統進行首次觀測,發現其中 1 顆行星擁有氫大氣層(類似太陽系內的氣態巨行星)可能性很低,可能表明至少有 1 顆行星或許擁有和地球、火星、金星更相似的大氣組成。

以這種方式加熱的行星可能與地球存在有趣的差異,沒有人知道這將如何改變我們對行星動力學的理解。新論文發表在《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)。

(首圖來源:pixabay