TRAPPIST-1行星内部可能被母星耀斑加热,增加行星适居性

恒星耀斑通常被认为会危害生命,尤其是靠近红矮星周围的行星。但最近一项研究表明,恒星耀斑也可能加热岩石行星内部促进地质活动,进而为生命提供能量需求。

TRAPPIST-1系统距离地球约39光年,至少有7颗岩石行星绕着1颗质量比太阳小12倍的M型红矮星运行。由于TRAPPIST-1比太阳小很多,该系统内各行星公转轨道也比太阳系行星还小,或者说这7颗行星与母星距离都在水星与太阳距离之内,最远的行星公转周期仅约20天。

系统内部3颗岩石行星则处于温度适合液态水存在的适居带,因此尽管行星能接收更多来自TRAPPIST-1母星的耀斑轰炸,天文学家也相当好奇TRAPPIST-1系统行星潜在适居性。

德国科隆大学团队指出,当恒星耀斑加热行星内部的同时不会提高大气层温度,要归因于一个称为欧姆损耗(ohmic loss)的物理技巧。如果被恒星耀斑轰击的岩石行星恰好拥有磁场,则大气层对生物有一定保护作用,不会被辐射剥离也不会被加热,其次当耀斑穿过大气层,行星磁场可以加强欧姆损耗效应,让耀斑中的电磁波以不同形式进入地函传播并释放热量。

在团队的模拟中,研究人员发现TRAPPIST-1耀斑在行星内部产生的热量,与地球内部放射性元素衰变产生的热量一样多(驱使地质过程),从长远来看,该系统行星每年只要从母星吸收16次耀斑,就能获得足够能量加热内部地函、温度升高约1,000K,使内部保持熔融状态,唯一前提是这些行星磁场必须与地球磁场一样强,目前我们不知道情况是否如此。

活跃的地质过程如:板块构造、火山、热液对流系统等,都能为生命提供能量来源与重要营养物质。最近,韦伯太空望远镜对TRAPPIST-1系统进行首次观测,发现其中1颗行星拥有氢大气层(类似太阳系内的气态巨行星)可能性很低,可能表明至少有1颗行星或许拥有和地球、火星、金星更相似的大气组成。

以这种方式加热的行星可能与地球存在有趣的差异,没有人知道这将如何改变我们对行星动力学的理解。新论文发布在《天文物理期刊通信》(The Astrophysical Journal Letters)。

(首图来源:pixabay)