TRAPPIST-1星系的生命守护者

TRAPPIST-1恒星系统。NASA

天文学家在TRAPPIST-1恒星系统中发现了七颗类地行星。从那以后，人们的争论就没有停止过。这些行星上是否有生命是最受关注的焦点。此外其实还有一点也应当引起重视，那就是这个恒星系统中是否存在木星那样的气体巨行星。对于生命是否能够在恒星系统内侧的类地行星上出现而言，那也是个比较关键的角色。

生命之所以能够在地球上繁衍，木星起到了重要作用。早期太阳系充满了危险，小行星横飞，陨石肆虐。木星以其庞大的身躯，强大的引力，吸引了许多小行星，使得地球不至于遭受过多的陨石轰击，生命也因此可以在较为稳定的环境中发展。如果TRAPPIST-1中存在气体巨行星，那么七颗类地行星遭受陨石轰击的概率可能就会大大降低。

最近美国卡耐基科学院的学者们作出了一个推断，认为TRAPPIST-1恒星系统中的确存在这样一颗巨大的气体行星。这颗行星和原先发现的七颗类地行星距离遥远，位于TRAPPIST-1恒星系统的外围。

主导该研究的Alan Boss博士表示，许多恒星系统内有类地行星和超级地球，许多恒星系统至少包含一颗气体巨行星。因此，七行星是否也拥有一个巨大的气体兄长，在周期较长的轨道上运动，便成了一个非常有意思的问题。

运用所谓的“天体测量法”，学者们通过测量恒星的摇摆，发现TRAPPIST-1恒星系统中很可能存在这样的巨行星。假设它的质量是木星质量的4.6倍，其轨道周期大约是一年；假设其质量是木星的1.6倍，那么它的轨道周期就可能是5年。也就是说，在TRAPPIST-1恒星系统的外围，存在着至少一颗长周期的气体巨行星。这种情形和太阳系火星轨道外存在着长周期气体巨行星非常相似。

TRAPPIST-1恒星系统中的七颗类地行星，及其与太阳系内行星轨道范围的对比。NASA / JPL

如果TRAPPIST-1外围存在气体巨行星，那么它还能解释一个悬而未决的谜团，也就是太阳系气体巨行星形成之谜。根据最流行的太阳系形成理论，也就是星云假说，太阳和行星是在星云的气体和尘埃中诞生的。星云在经历了引力坍缩后，其中心形成太阳，剩余物质则散布在一个围绕着它的圆盘里。

地球和其它类地行星都是在离太阳较近的地方形成的，那里的物质大部分是硅和金属。而气体巨行星是如何形成的，存在着一些不同的说法。一种说法认为，气体巨行星是在固态物质核的基础上形成的，这些内核由于质量足够大，因此能够吸引更多的物质，进而形成一个气体的厚壳。

而另一种说法是，它们和原行星盘的“旋臂”有关。这些“旋臂”和银河系的旋臂非常相似。原行星盘“旋臂”的质量和密度会逐渐增加，并在其中形成物质团块，气体巨行星就是在这些团块的快速合并基础上形成的。Boss和他的同事们运用计算机，对这两种理论都进行了模拟，以求确认，在TRAPPIST-1这样的低质量恒星系统中，是否有可能形成气体巨行星。

结果显示，这种可能性是存在的。而且，TRAPPIST-1以及与此相似的低质量红矮星恒星系统中存在气体巨行星的情形，更加符合第二种理论模型。

如果TRAPPIST-1恒星系统拥有气体巨行星，那么许多相似的红矮星系统——比如比邻星系统——这个离太阳系最近的恒星系统中也有可能存在气体巨行星。这对于那些位于恒星系统内侧类地行星上的生命发展过程，以及对于那些热衷于寻找外星生命的天文学家来说，可能会有积极的意义。