旱的旱死，涝的涝死：四十光年外有七颗行星水满为患

艺术家描绘的TRAPPIST-1和它的七颗行星。维基百科

艺术家描绘的TRAPPIST-1星系。维基百科

去年2月，“七龙珠”星系TRAPPIST-1为世人所知。距离地球39.6光年远的这七颗行星围绕着一颗红矮星运行，而其中三颗位于这个星系的宜居带。

天文学家对这七颗行星都十分感兴趣，尤其对这些行星上是否存在液态水，是否存在适宜生命繁衍的环境感兴趣。但最近一些美国天文学家发现，这七颗行星的含水量好像太多了。

这些天文学家利用大量已有的观测数据，试图确定TRAPPIST-1七行星的质量和直径范围，进而计算出它们的密度。

利用这些数据，天文学家建立了一个能够描述行星质量、半径和成份关系的模型。通过这个模型，可以确定TRAPPIST-1七行星的易挥发物质含量。结果显示，如果把TRAPPIST-1七行星归为石质天体，那么它们都显著偏轻。这意味着它们包含有大量的易挥发物质，例如——水。在低密度的行星上，易挥发物质通常会是那些以气体的形态存在于大气层中的物质。但这七颗行星显然并非如此。

研究主导者Cayman T. Unterborn表示，TRAPPIST-1七行星的质量太小，无法依靠足够多的气体来弥补密度上的缺口。否则所需的气体总量会把它们变得巨大无比。

因此，天文学家认为，七行星所含的这些低密度成份只可能是水。为了计算出这些水的含量，他们综合考虑了到目前为止与这个星系有关的所有信息。结果发现，这个星系中最靠近恒星的两颗行星b和c的含水量，大约是该行星总质量的15%不到一点；而外围的两颗行星f和g的含水量竟然高达50%以上。

水是生命之源。天文学家一直把液态水，作为在地外行星上寻找生命的重要指标。但这么高的含水量，对于生命而言却是太多了。

地球作为到目前为止我们意识到的唯一一颗拥有生命的行星，其含水量只有0.02%。水如果占到行星质量15%至50%，则意味着这个行星的海洋体积，比地球体积的数百倍还多。

也就是说，这样的行星表面无疑会是一片汪洋大海，不会有陆地。生命的诞生和繁衍，并非有水就可以。重要的地质化学活动和元素的循环，也是极为重要的。没有陆地，这些关键因素就会缺乏。

近年，人们在红矮星周围发现的类地行星越来越多。其中包括距离我们最近的系外行星——半人马座比邻星b。根据2012年的统计，单银河系中，就可能存在着数以十亿计的位于红矮星宜居带的类地行星。

但不幸的是，这一发现表明，TRAPPIST-1的七行星可能并不适合生命的繁衍。即便有生命，也很有可能无法在它们的大气中留下足够多的生物印记。

除此之外这个科研小组还发现，TRAPPIST-1的七颗行星可能是通过迁徙过程，逐渐靠近TRAPPIST-1的主星的。它们原本诞生在非常靠外的地方。

TRAPPIST-1七行星中有一些含冰量丰富的行星比那些较“干燥”的行星更靠近主星，这是一个非常奇怪的现象。在太阳系中，有所谓的“雪线”。在“雪线”以内，行星更靠近太阳，行星上的水通常会变成水汽，或在大气条件适合的行星上汇为海洋（比如地球）。而在“雪线”以外，行星上的水会凝结成冰，成为行星主体的一部分。

因此科研小组推测，TRAPPIST-1七行星原本可能都位于“雪线”以外，随后才慢慢向内转移到今天它们的轨道上。与此同时，红矮星的亮度也在漫长的岁月里逐渐变暗，星系的“雪线”逐渐向内收缩。

科研小组成员Steven Desch解释说，这些行星的形成地，是在远离它们主星的地方，因此它们才会有这么多冰。这些行星的形成之处，可能要比它们今天所在的位置离主星远两倍左右。这是天文学家首次将它们的迁徙行为和它们的成份数据联系在一起。

这一发现表明，围绕红矮星运行的行星很可能是“水世界”，而那些拥有大陆的行星因此也显得更加珍贵。与此同时，有研究显示这样的行星在维持它们的大气方面可能非常困难，因此即便是“水世界”恐怕也存在不了多久。

拥有地球，我们是多么幸运。

TRAPPIST-1和它的七行星想像图。维基百科

参考链接

Inward Migration of the TRAPPIST-1 Planets as Inferred From Their Water-Rich Compositions

https://arxiv.org/pdf/1706.02689.pdf