太阳系外最大的类地行星群

潇湘子

科學家们一直想弄清楚，是不是在银河系和更广阔的宇宙中，普遍存在着与我们的星球组成成分相似的行星？

2016年，科学家们发现了一个星系——Trappist-1星系，它与我们的太阳系很像，由一颗恒星和七颗行星组成。这个星系中的行星由与地球相似的物质组成，但它们的密度都比较低。它们会是什么样的世界呢？

七颗密度相似的行星

Trappist-1是一颗距离地球约40光年的恒星，在它的周围有七颗绕其运行的类地行星。这是迄今为止我们人类在太阳系外发现的最大的类地行星群。

绕着Trappist-1运行的这些行星都不是气态行星，它们的物质成分很稠密，与我们太阳系中的地球、火星、金星和水星等岩石质行星类似。最令科学家注目的是，这些行星的组成成分和密度都非常相似，像同时出生的多胞胎一样，这与我们太阳系明显不同，因为太阳系行星的组成成分和密度都各不相同。早在2018年，一个来自瑞士的科学家团队就曾对这七颗行星的质量进行过研究和计算。如今，凭借观测到的新数据，他们成功测算出了这七颗行星的密度。事实证明，这些行星的密度比他们之前所预期的更相似。

Trappist-1星系中的行星密度如此相似，意味着它们很有可能是由相同的物质以相似的比例组成的。参与这项研究的天体物理学家埃里克·安哥尔认为，与大多数类地行星一样，Trappist-1星系中的行星很可能也都是由铁、氧、镁和硅等组成，但是它们和我们的地球有着显著区别。这些行星的密度似乎比地球低8%，这表明组成它们的物质比例与组成地球的物质比例不同。

它们为什么密度比较低？

造成这种密度差异有两种可能性。

一种可能性是，Trappist-1星系中各行星的表面可能被水覆盖，从而降低了它们的总体密度。研究人员将行星内部模型与行星大气模型相结合，对Trappist-1星系中的七颗行星的含水量进行了测算。他们表示，如果水能解释这种密度差异，那么对于该星系的最外层四颗行星，水将占到它们总质量的5%，远远超过水占地球总质量的比例（水占地球总质量的比例是0.1%）。

不过，测算的结果令人失望，Trappist-1星系中内层的三颗行星很可能是无水的，外层的四颗行星含水量不超过1%。

另一种可能性是，这些行星所含的铁比地球少，地球含铁量为32%，而它们的含铁量只有21%。这些行星中的铁也有可能与氧结合形成了氧化铁（我们通常称之为“铁锈”），而这些额外的氧降低了它们的密度。

火星之所以呈现锈红色，就因为氧化铁的存在。但氧化铁几乎只是存在于火星的表面，其核心就像太阳系的其他类地行星一样，仍是由未氧化的铁组成。如果说氧化铁是这七颗系外行星密度较低的原因，那就意味着这七颗星球每一颗都整个“生锈”了，而且还缺乏固态的未氧化“铁核”。

有吸引力的星系

对于天文学家而言，Trap-pist-1星系是令人着迷的，因为围绕着这颗恒星，我们可以了解到在一个单一星系中岩石质行星的多样性，可以回答有关系外行星的宜居性和宇宙其他地方生命存在的可能性等问题。

自2016年Trappist-1星系被发现以来，无论是用太空望远镜还是地面望远镜，天文学家对它进行了大量的观测，仅是用美国宇航局喷气推进实验室运营的斯皮策太空望远镜，观测时间就长达1000多小时。

夜空中到处都是行星，而在过去的30年里，科学家才得以真正开始揭开它们的神秘面纱。无论如何，科学家们总是“野心勃勃”，他们始终想知道，在我们的星球之外，是否存在着适合我们人类居住的家园。