這是韋伯望遠鏡探測系外行星里程碑，發現外星生命指日可待！

距離我們大約40光年的TRAPPIST-1恆星系統,自發現以來就吸引了科學家和天文學愛好者的想像力。 憑藉其7顆類地行星,3顆在1G代內的傲人成績,成為超級地球的理想候選者。 微波望遠鏡現在提供了前所未有的觀測數據,使我們能比以往更詳細地研究這些行星。 微波望遠鏡發現了什麼? 外星人,還是外星人的母星? 這裡是快看宇宙第79期,讓我們觀星和璀璨,探宇宙奧祕。 TRAPPIST-1恆星系統,在尋找外星生命中,很重要。 TRAPPIST-1,即ERMES J23062928 0502285,是一顆表面溫度極低的紅矮星,距離地球約39.13光年,12.0秒差距,位於保平座。 這顆極低溫的紅矮星體積只比木星稍大,並且輻射光度遠低於太陽。 這顆恆星半徑是太陽的九分之一,溫度比太陽低。 天文學家於2017年2月在該恆星周圍發現7顆類地行星,是已知行星系統中擁有次多類地行星的系統,使其系統僅次於太陽系和開普勒90星系。 科學家說,學界有望在本世紀內驗證它們能否孕育生命。 TRAPPIST-1系統是天文學領域的一項突破性發現。 這個恆星系統由7顆類地行星組成,它們的質量,大小和密度與地球相似。 這些特性意味著其中一些行星可能擁有生命進化所必須的條件。 特別是,這些行星中至少有3顆位於宜居帶,那裡可能存在液態水。 這個恆星系統被認為是發現宜居類地行星的主要候選者,因為它的主星是一顆紅矮星M型恆星。 紅矮星在我們的銀河系中極為常見,很有可能有類地行星圍繞它們運行。 與類似太陽的恆星相比,這些恆星包含類地行星的可能性是它們的兩倍。 這意味著大約95%的地球大小的岩石行星可能位於紅矮星周圍。 TRAPPIST一集其7顆行星為我們提供了前所未有的機會,研究紅矮星系統及其承載生命的潛力。 又由於紅矮星在銀河系大約佔所有恆星的70%到75%,瞭解這些行星的狀況, 對於確定生命是否可能在銀河系的其它地方進化至關重要。 微波望遠鏡在研究TRAPPIST一系統中的作用。 微波望遠鏡是一種開創性的工具,可以提供有關TRAPPIST一行星的寶貴數據。 之前使用哈勃和斯皮策太空望遠鏡對TRAPPIST-1b進行的觀測, 沒有發現大氣層存在膨脹的證據,但無法排除存在緻密大氣層的可能性。 減少不確定性的一種方法是測量行星的表面溫度。 TRAPPIST-1b被潮汐鎖定,一側始終面向恆星,另一側始終處於黑暗中。 如果它有大氣循環會重新分配熱量,朝向恆星的一面會比沒有大氣時涼爽。 研究團隊使用二次日時光度法,其中微波MIRRI測量了當行星移動到恆星後面時系統的亮度變化。 儘管TRAPPIST-1b的溫度還不足以發出可見光,但它卻會發出紅外光。 通過從恆星和行星的總亮度中減去恆星自身在二次月始期間的亮度,研究人員能夠成功地計算出行星發出了多少紅外光。 這條光變曲線顯示,當最裡面的行星TRAPPIST-1b移動到恆星後面時,TRAPPIST移系統的亮度變化。 這種現象被稱為二次日時。 天文學家使用微波的中紅外線儀器測量中紅外光亮度。 當行星在恆星旁邊時,恆星和行星日側發出的光都到達望遠鏡,系統顯得更亮。 當行星在恆星後面時,行星發出的光被阻擋,只有星光到達望遠鏡,導致實在亮度降低。 天文學家可以從恆星和行星的總亮度中減去恆星的亮度,從而計算出有多少紅外光來自行星的日面,然後將其用於計算日間溫度。 該圖顯示了使用Miri的F1500W濾光片進行的5次獨立觀察的組合數據。 該濾光片僅允許波長範圍為13.5-16.6微米的光,通過探測器。 藍色方塊是單獨的亮度測量值。 紅色圓圈顯示合併或平均的測量值,以便更容易看到隨時間的變化。 二次日時期間,亮度的降低小於0.1%。 Miri能夠檢測到小至0.027%的變化。 這是對系外類TRAPPIST-1b岩石行星的首次熱輻射觀測。 TRAPPIST-1b貧瘠的世界,TRAPPIST-1b是七顆已知行星中最靠內的一顆,以0.011AU的距離繞其恆星運行,僅需1.51個地球日即可繞行一圈。 TRAPPIST-1b比地球略大,但密度大致相同,這表明它是岩石行星。 這顆行星被潮汐鎖定,接收的熱量比金星多比水星少,其表面溫度約為230攝氏度。 微薄的觀測數據與數據模型相結合表明,行星TRAPPIST-1b表面貧瘠漆黑,並且沒有任何實質性的大氣層。 它被恆星燒焦,類似於水星。雖然我們知道水星在極光湧業區域有水冰塵積物存在,但我們無法確定TRAPPIST-1b的兩極發生了什麼,那裡可能積累了水冰塵積物。 然而,這一突破凸顯了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡收集圍繞紅愛星運行的類地行星信息的能力。 研究TRAPPIST-1b尋找超級地球,儘管關於TRAPPIST-1b的發現令人失望,但別忘了它還有至少三個兄弟E、F、G位於宜居帶,並且它們都是體積與地球接近的岩石行星。 雖然被母星潮汐鎖定,但仍然可能存在液態水和生命。E、F與G三星生命狂想曲,由於母星的質量極低,沒有輻射層,它會產生大量藥斑,牽一年也不會停止。 同時,其宜居帶內的行星距離母星很近,藥斑中的紫外線、X射線等高能射線會穿過臭氧層,破壞生命,且由於恆星磁場過大、過強,幹擾了行星磁場阻止高能粒子穿透的作用。E、F、G三顆行星上是否有生命還無法確定。 在TRAPPIST-1系統中,尋找超級地球的工作仍在繼續。研究團隊計劃使用二次日時光度法對系統中其餘行星進行觀測,屆時微波望遠鏡將發揮重要作用。 系外行星研究的未來,TRAPPIST-1系統只是我們銀河系中無數恆星系統的一個普通例子。 外星人在哪?銀河系有多少外星人?他們是智慧的還是蟲子?等等一系列問題都需要我們去尋找答案。 我們把TRAPPIST一當成銀河系中的花,就能看清銀河系生命版圖的大致全貌。它能幫助我們瞭解銀河系其他地方存在生命的可能性。 未來幾年,微波太空望遠鏡很有可能繼續塑造或重塑系外行星研究領域。隨著我們繼續探索TRAPPIST-1系統和其他類似系統,我們正在一點一點地接近回答,我們在宇宙中是否是孤獨的這個古老問題。 很顯然,詹姆斯微波太空望遠鏡就是解答這個難題的黃金放大鏡。