1？行星的轨道和谐只能在有限的早期轰炸中幸存下来
七颗地球大小的行星以近乎完美的和谐环绕恒星 TRAPPIST-1，美国和欧洲的研
【菜科解读】
七颗系外行星的脆弱轨道限制了水的迟到。
七颗地球大小的行星以近乎完美的和谐环绕恒星 TRAPPIST-1，美国和欧洲的研究人员利用这种和谐来确定这些行星在其初期可以承受多少轰炸。
岩石行星形成后，物体会猛烈撞击它们。
这被称为轰击，或晚期吸积，菜叶说说，这些影响可能是促进生命生长的水和挥发性元素的重要来源。
在今天（2021 年 11 月 25 日）《自然天文学》在线发表的一项研究中，来自赖斯大学美国宇航局资助的 CLEVER 行星项目和其它七个机构的雷蒙德及其同事使用了 TRAPPIST-1 中行星形成的轰击阶段的计算机模型来探索它的行星本可以承受的撞击而不会失去和谐。
雷蒙德说：“在我们的太阳系中破译行星的撞击历史很困难，而且在数光年之外的系统中似乎是一项无望的任务。
”
“在地球上，我们可以测量某些类型的元素并将它们与陨石进行比较。
”雷蒙德说。
“这就是我们试图弄清楚在地球大部分形成后有多少物质撞击地球的方法。
”
但是这些工具不存在用于研究系外行星的轰击。
“我们永远不会从他们那里得到石头。
”他说。
“我们永远不会在它们上面看到陨石坑。
所以，我们能做些什么？这就是 TRAPPIST-1 特殊轨道配置的用武之地。
这是一种我们可以拉动的杠杆来限制它。
”
TRAPPIST-1 距离我们大约 40 光年，比我们的太阳小得多，温度也低得多。
它的行星按照它们与恒星的距离的顺序从 b 到 h 按字母顺序命名。
绕恒星运行一周所需的时间——相当于地球上的一年——在 b 行星上为 1.5 天，在 h 行星上为 19 天。
值得注意的是，它们的轨道周期形成了近乎完美的比例，一种让人联想到和谐音符的共振排列。
例如，对于 b 行星上的每8年，c 行星上经过了 5 年，d 行星上经过了 3 年，e 行星上经过了 2 年，依此类推。
“我们无法确切说出有多少物质撞击到这些行星中的任何一颗，但由于这种特殊的共振配置，我们可以对其设置上限。
”雷蒙德说。
“我们可以说，'它不可能比这更多。
' 事实证明，这个上限实际上相当小。
“我们发现在这些行星形成后，它们并没有受到非常少量物质的轰击。
”他说。
“当我们考虑系统中行星的其它方面时，这是有趣的信息。
”
行星在新形成的恒星周围的气体和尘埃原行星盘中生长。
这些圆盘只能持续几百万年，之前的研究表明，当年轻的行星在圆盘消失之前迁移到更靠近它们的恒星时，就会形成像 TRAPPIST-1 这样的行星共振链。
计算机模型显示，圆盘可以引导行星产生共振。
雷蒙德说：“人们相信像 TRAPPIST-1 这样的共振链必须在它们的圆盘消失之前设置。
”
赖斯研究的共同作者、天体物理学家和 CLEVER Planets 博士后研究员安德烈·伊齐多罗说：“结果是 TRAPPIST-1 的行星形成速度很快，大约是地球形成时间的十分之一。
”
由研究合著者、赖斯地球系统科学莫里斯尤因教授 Rajdeep Dasgupta 领导的 CLEVER Planets 正在探索行星可能获得支持生命所需元素的方式。
在之前的研究中，CLEVER Planets 的 Dasgupta 及其同事表明，地球上很大一部分挥发性元素来自形成月球的撞击。
达斯古普塔说：“如果一颗行星形成得太早，而且它的质量太小，比如月球或火星的质量，它就无法从圆盘中吸积大量气体。
” “这样的行星通过后期轰炸获得生命必需的挥发性元素的机会也少得多。
”
伊兹多罗说，地球的大部分质量都是在相对较晚的时候获得的，其中大约 1% 来自月球形成碰撞后的撞击。
“我们知道，在气体（在原行星盘中）消失后，地球至少发生了一次巨大的撞击。
”他说。
“那是月球形成事件。
“对于 TRAPPIST-1 系统，我们拥有这些早期形成的地球质量的行星。
”他说。
“因此，与地球的形成相比，一个潜在的差异是，它们可能从一开始就有一些氢大气层，并且从未经历过晚期的巨大撞击。
这可能会改变行星内部、释气、挥发性损失和其它对宜居性有影响的事物的进化。
”
#p#分页标题#e#雷蒙德说：“本周的研究不仅对其它共振行星系统的研究具有意义，而且对更常见的系外行星系统也有影响，这些系统被认为是从共振系统开始的。
”
“超级地球和亚海王星在其它恒星周围非常丰富，主要的想法是它们在气体盘阶段向内迁移，然后可能发生了碰撞的后期阶段。
”雷蒙德说。
“但在早期阶段，它们向内迁移，我们认为它们几乎——普遍可能——有一个阶段，它们是像 TRAPPIST-1 这样的共振链结构。
他们只是没能活下来。
他们后来变得不稳定。
”
“我们今天对这些行星的组成有一些限制，比如它们可以有多少水。
”伊齐多罗谈到在共振迁移阶段形成的行星时说。
“但我们有非常大的误差线。
”
未来，观测将更好地限制系外行星的内部组成，了解共振行星的晚期轰击历史可能非常有用。
“例如，如果这些行星中的一个有很多水，假设质量分数为 20%，那么水一定是在气态阶段早期并入行星中的。
”他说。
“所以你必须了解什么样的过程可以将这些水带到这个星球上。
”
人类已经搜寻到5000颗系外行星？回顾一些里程碑式的发现
最近人类已经发现的第5000颗系外行星正式得到确认，现在似乎是回顾这一路走来的里程碑的最佳时机。
自从仰望夜空以来，人们一直认为至少在我们看到的一些太阳附近应该有行星在运行，但直到1992年，天文学家才确认第一次发现了一颗“太阳系外 ”行星。
虽然New Atlas没有报道早期的系外行星科学，但该媒体在2008年第一次报道该领域的发现：在大约5000光年外发现了一个"惊人的相似"的行宇宙岛统。
第二年，随着NASA（美国宇航局）开普勒宇宙望远镜的发射，事情才真正开始，该望远镜是专门为搜索系外行星而设计的。
在接下来的几年里，候选探测器开始成百上千地涌入，到2015年，天文学家已经确认了大约440个系统中的1000多颗系外行星。
七年后，这个数字现在已经增加到5000多颗。
其中的一些亮点包括Gliese 581g，第一颗可能适合居住的系外行星；HIP 13044 b，在银河系外发现的第一颗候选系外行星；第一次发现的“流氓行星。
Kelt-9b，比大多数太阳都要热的气体巨行星；Proxima b、c和d，它们是离地球最近的系外行星，只有4光年的距离；当然还有TRAPPIST-1系统，它包含七颗地球大小的行星，围绕一颗红矮星运行。
New Atlas总结了过去20年中一些最大的系外行星发现：2008年2月20日，圣安德鲁斯大学的天文学家有发现了一个距离地球大约 5000 光年的行宇宙岛统，它与我们的太阳系有着“惊人的相似之处”。
2010 年 10 月 1 日，天文学家宣布第一颗“潜在宜居”的系外行星Gliese 581g 被发现。
2010 年 11 月 25 日，天文学家称银河系以外的第一颗系外行星HIP 13044 b 被发现。
2011 年 9 月 19 日，美国宇航局的开普勒任务发现了第一颗围绕两颗太阳运行的系外行星 Kepler-16b。
2012 年 11 月 15 日，天文学家发现了一颗距离我们太阳系约 100 光年的“流氓行星”。
2015年1月10日，美国宇航局宣布开普勒宇宙望远镜观测到的系外行星数量已经超过了1000 颗，其中包括 8 颗新的“宜居”行星和 544 颗候选行星。
2016 年 8 月 24 日，一组天文学家发现了一颗潜在宜居行星，距离地球仅 4 光年。
2017 年 2 月 22 日，一个国际天文学家团队宣布在附近一颗超冷红矮星的轨道上发现了七颗地球大小的系外行星，其中三颗位于该太阳的宜居带。
2017 年 5 月 5 日，天文学家盘点迄今为止发现的五颗最奇异的系外行星。
2017 年 6 月 5 日，美国宇航局发现极度不适合居住的超高温系外行星KELT-9b。
2022年3月21日，美国宇航局确认发现了第5000 颗系外行星，，并认为还有数十亿颗系外行星有待发现。
气态星球上就一定没有生命吗？其大气层中或有巨型物种可漂浮生存
有一些处于太阳宜居带中的气态行星，它们的大气层非常的浓厚，密度也比较大，这样的行星并没有固态的表面，因此物种不可能从内部进展出来，但是它们的大气层的某些深度范围内却可能存在适宜生命生存的温度、湿度等大气环境条件，所以有物种学家认为在这样的星球上，在其大气层中可能存在一些可以吸收太阳光能的物种。
前几年美国BBC曾经做过一系列外星生命的纪录片，其邀请的科学家就在里面讲到了气态行星上的巨型生命。
这类物种可以像太阳能一样从太阳的光辉中吸取能量，甚至可以像地球上的植物一样通过光合作用将光能储存起来，这类物种的体格通常都要很庞大才行，因为它们需要大面积的吸收太阳的光辉，也或者它们有像植物树叶一样的结构，其总体和地球上的植物很相似，但是又没有地球上的植物密度大，因为它们可以漂浮于空中，依靠空气中的水分子、二氧化碳和氧气等维持机体的生长运行，其以前很可能像巨型蘑菇，而体积则可能比我们地球上的很大树木也要大得多。
如果说这类的物种相当于地球上的植物，那么也应该有以它们为食的动物，这种动物也可以翱翔于天空，但凭借的却不一定是翅膀，它很可能是像鱼一样游动，或者像水母和章鱼一样蠕动身体，或者喷水喷气游动，它们之中有的躯体会很庞大，或比我们地球海洋中的鲸鱼的身躯还要大得多，但也很可能有着依靠翅膀像鸟或者蜜蜂一样飞行的小动物，他们个头虽小，也可以攀附于很大的植物上，并且集体出动去猎杀其它动物，由于这种有翅膀的小动物的动作敏捷，所以它们才很可能是这里食物链的统治者。
在太阳系中木星，土星，天王星，海王星都属于气态行星，但是由于它们距离太阳比较远，并没有处于宜居带中，所以它们大气层中的温度很低，不适合生命存在。
在距离太阳较近的金星上面，其大气层虽然也很浓厚，而且金星也处于太阳系宜居带之外，上面重要大气成分为二氧化碳，温度非常酷热，空气中有着硫酸雨滴，很难想象这样的星球上会有生命存在。
但有些天文学家却认为将来人类可以制造会漂浮的航天器，在金星大气层一定的高度中生存，因为那里的温度和气压都与地球表面相似，只需要建立封闭式的漂浮基地，里面模拟地球表面的生态环境，或就可以提供给人类生存的空间。
