在当今宇宙中,TRAPPIST-1是极少数已知和太阳系一样的多行星系统,不过最近天文学家发现,TRAPPIST-1实际上还是不能与太阳系模拟,因为该系统携带的7颗行星全惊人相似,不像太阳系行星有大有小、组成也不尽相同。
TRAPPIST-1(2MASS J23062928-0502285)是1颗表面温度极低的超冷红矮星,于2016年首度被发现,距离地球约39.13光年,隔年,天文学家进一步在这颗恒星周围发现7颗行星,迅速加入多行星系统行列成为天文学家研究爱好对象,行星数仅次于太阳系和克卜勒90系统。
然而美国华盛顿大学天文学家Eric Agol团队在分析史匹哲太空望远镜(Spitzer)的数据时,却发现这7颗系外行星密度都非常低(比地球低约8%),可以说是在与太阳系截然不同的环境下形成。
我们知道太阳系有4颗岩石行星(水星、金星、地球、火星)和4颗巨行星(木星、土星、天王星、海王星),后者虽然体积比前者大非常多,但密度却比前者还要低;两者组成成分也不同,岩石行星主要成分为硅酸盐,巨行星则为氢、氦和不同物理状态的水。
但TRAPPIST-1系统的7颗行星密度全相当,代表它们应该包含差不多比例的岩石行星材料如:铁、氧、镁、硅。要如何解释这些行星的低密度?
研究团队提出第一种可能性:与地球相比,则这7颗行星的铁含量可能略少(约21%,地球铁的百分比则为32%),毕竟地球大部分铁都当地核,既然TRAPPIST-1行星密度较低,代表它们的地核也可能较小;第二种可能性为TRAPPIST-1行星中的铁可能与氧气结合形成氧化铁(铁锈),故行星密度降低。
此外,团队还探讨了这几颗系外行星如果存在液态水的可能性。基本上最靠近母恒星的3颗行星不可能存在水,但如果像金星那样具有浓厚大气层,则水可借蒸汽形式存于行星上;较外面的几颗行星落在可能存当地表液态水的“适居带”,如果它们有液态水,则水应该占行星总质量达5%左右。
但整体而言,要这7颗行星都拥有水以达到相似密度实在太过巧合。
不然这些行星由什么物质构成,作为拥有大量类地行星的系统之一,可以确定TRAPPIST-1将继续吸引更多天文学家投入观察。这篇新论文将发布在《Planetary Science》期刊,论文预印本可先上《arXiv》网站查阅。
(首图来源:NASA)