副刊

生命在发芽?
地球并不孤独

这是张有趣的TRAPPIST-1恒星系模型图,表达了环绕周围的7颗恒星所可能受到的恒星辐射。7颗类地行星当中,有两颗太靠近主恒星,温度或许会过高,液态水无法存在。另外两颗则偏远,水分都凝结成冰。其余3颗适合液态水存在,也可能孕育生命。(来源:http://www.spitzer.caltech.edu/images/6270-ssc2017-01b-Abstract-Concept-of-TRAPPIST-1-System

自古以来,我们都有个疑问——在浩瀚的宇宙里,是否还有其他地方,有生命的存在?地球是否唯一单独的奇迹呢?因此,有关侦测地球以外生命迹象的新闻,总是能引起人们的关注。

今年2月22日,美国太空署NASA就发表了一则重大发现,在一颗名为 TRAPPIST-1的恒星周围发现7颗类似地球大小的行星!



理论上认为太阳系的形成,是从一团星际云气收缩开始,中央形成太阳,而四周剩下的气体与尘埃则相互吸引及旋转,最后聚集成八大行星及其他小天体(小行星、彗星等)。

而生命在地球上得以发芽,因其与太阳的距离适中,加上地球的大小,正好能形成合适生命存在的大气、温度、磁场与引力。因此,若能在茫茫星海中发现一颗恒星周围有类似地球的系外行星(注1),而又正巧处于该恒星的生命带上(注2),孕育生命的可能性,就会大大的增加。

若把太阳及TRAPPIST-1放在一起,我们会发现TRAPPIST-1恒星比太阳要小得多,直径仅是太阳的11%而已,只比木星稍大。(来源:https://www.eso.org/public/images/eso1615e/

在水星轨道之内

天文学家以测量恒星亮度变化的方式,目前为止已发现3400颗系外行星,但当中有2000多颗是需要再进一步观察,才能确定是否确切存在。第一颗系外行星是在两个年代前的1990年代所发现;人类花了几个世纪才终于把“其他恒星上是否有行星环绕?”这个问题给解决。自此,几乎每27个月,系外行星的发现数量就会倍增。

TRAPPIST -1是颗 M8 型红矮恒星,距离太阳系大约39光年以外,位于宝瓶座。其直径只有太阳的11.5%,不比木星大很多,太阳质量的8%,所散发的亮度比太阳要暗1000倍。环绕其周围的行星则与地球大小极为相似,它们的轨道与太阳系相比,距离都在水星轨道之内。在这么小的轨道上,大约几天就能绕其主星一周。(最靠近的约1.5天,TRAPPIST-1b。较远的20天,TRAPPIST-1h)



生命带的范围大小,与恒星的质量及辐射量有关。太阳系的生命带位于金星至火星之间(绿色区域),地球恰好处于其中,生命才得以“发芽”。TRAPPIST-1恒星系的生命带则小得多,但却有3颗行星处于生命带内,其中以TRAPPIST-1f孕育生命的可能性最大,还有待日后收集更多的观测数据来推算与确定。(来源:http://www.spitzer.caltech.edu/images/6294-ssc2017-01h-The-TRAPPIST-1-Habitable-Zone

寻找生命的踪迹

TRAPPIST-1被第一次发现有系外行星是在2016年,由比利时University of Liège的Michael Gillo与其团队发布其发现。当时只确定有3颗行星,第3颗行星的确切位置不明确。此恒星系随着是通过NASA Spitzer空间望远镜及地面观察设备——TRAPPIST(TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope),还有其他地面观测站的观测数据的累积,才发现其实是有7颗类似地球质量的系外行星,所有7颗行星都可能有液态水在其表面上。

其他行星上有生命存在吗?我们所知,至今只有地球有生命的存在。科学家正在本星系里搜寻类似地球的行星,以便寻找生命的踪迹;生命也可能存在于比地球还要恶劣的环境中。TRAPPIST-1恒星系统的发现,为“我们是否孤独?”这个问题的解答,迈进了一步。

与太阳系相比,TRAPPIST-1恒星系颇小,整个范围都不及水星轨道大。TRAPPIST-1恒星比太阳小得多,仅稍大于木星。此图为3种天体系统的大小比例,最上方是木星系统(粉红色),中间是TRAPPIST-1恒星系,下面则是太阳系内行星系统。(来源:http://www.spitzer.caltech.edu/images/6290-ssc2017-01g-TRAPPIST-1-Comparison-to-Solar-System-and-Jovian-Moons

 

与太阳系相比,TRAPPIST-1恒星系颇小,整个范围都不及水星轨道大。TRAPPIST-1恒星比太阳小得多,仅稍大于木星。此图为三种天体系统的大小比例,最上方是木星系统(粉红色),中间是TRAPPIST-1恒星系,下面则是太阳系内行星系统。(来源:http://www.spitzer.caltech.edu/images/6290-ssc2017-01g-TRAPPIST-1-Comparison-to-Solar-System-and-Jovian-Moons

生命带的范围大小,与恒星的质量及辐射量有关。太阳系的生命带位于金星至火星之间(绿色区域),地球恰好处于其中,生命才得以“发芽”。TRAPPIST-1恒星系的生命带则小得多,但却有3颗行星处于生命带内,其中以TRAPPIST-1f孕育生命的可能性最大,还有待日后收集更多的观测数据来推算与确定。(来源:http://www.spitzer.caltech.edu/images/6294-ssc2017-01h-The-TRAPPIST-1-Habitable-Zone

【注1】系外行星指的是绕着其他恒星公转的行星。

【注2】生命带(Goldilock zone/Habitable zone)是一个天文学家计算出,温度不太冷或热,适合液态水存在的,像地球般的区域。TRAPPIST-1恒星系里有3颗行星位于TRAPPIST-1恒星的生命带中(TRAPPIST-1e, f 及 g)。TRAPPIST-1b, c, d 太靠近,TRAPPIST-1h则太远。

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北半球 23 年来最耀眼的彗星

图与文·陈伟伦 (物理实验室研究员)

2020年7月才刚拉开序幕不久,太阳系里已经正在酝酿着一场天文秀供人们观赏。一颗彗星在7月3日掠过近日点(注1),从太阳观测卫星所摄的彗星影像显示,彗星亮度达到0等星(注2)的水平!

全世界的观星者闻风而动,短短的一两天,此彗星的影像已经像洪水般,汹涌澎湃的在互联网上散播。

这颗彗星是天文卫星“广域红外巡天探测器”(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE)在执行“近地天体宽视场红外巡天”任务(near-Earth objects of Wide-field Infrared Survey Explorer, NEOWISE)期间,于2020年3月27日发现的,编号为C/2020 F3,表示是2020年3月下半月发现的第三颗彗星。

其实上述天文卫星自2020年升空以来,在任务期间已发现33颗彗星,但大多都很暗弱,只有这颗新彗星比较明亮,2020年4月,这颗新彗星定名为NEOWISE,而中文则定名为新智彗星。

曙光遮掩不了壮丽

虽然互联网自7月4日开始已充斥着此彗星的照片,配合地景更是美轮美奂,令人看了赏心悦目。根据部分天文爱好者的陈述,此彗星肉眼明显可见,就算是天空已出现了曙光,也遮掩不了彗星的壮丽。但由于地理位置的关系,赤道附近以及整个南半球地区都无法轻易的观察得到。

随着彗星目前逐渐远离太阳,在太阳西下后的西北方向,我们在马来西亚有机会可以一睹这彗星的风采,虽然亮度也许大不如前,但依然是肉眼可见的彗星。

上一次人类肉眼可见的亮彗星,是2011年的洛夫乔伊彗星(C/2011 W3 (Lovejoy)),但只有南半球的观测者才能观察得到,而北半球则是1997年的海尔-波普彗星(C/1995 O1 (Hale-Bopp))。

有鉴于全球大部分人类都居住在北半球,因此严格说来,人们已经有23年没有见过耀眼的彗星了。天文学家从观测中估算,此彗星这次“闯入”太阳系之后,因其轨道周期大约在7000年,因此,2020年7月就是观测这颗新智彗星的千载难逢的大好时机。

后记:新智彗星在7月23日掠过近地点,也就是彗星于地球距离最近的时候,所以这天很值得大家去观测这颗彗星与地球近距离“接触”的模样。

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