七顆類似地球的行星圍繞著Trappist-1恒星運行，但是它們中的任何一顆都可能存在生命嗎？(圖片來源:uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（ Tereza Pultarova）：多年來，科學家們一直在爭論圍繞Trappist-1恒星的七顆迷人行星上存在生命的可能性，Trapp ist-1恒星是我們太陽係以外最著名的行星係統。原因？盡管這些行星中有幾個在它們的恒星的可居住帶(恒星周圍的區域，液態水可以存在，因為溫度剛剛好)中運行，但這些世界並不總是如此舒適。
在過去，Trappist-1係外行星的條件要惡劣得多，因為它們的母星過去要熱得多。科學家們先前認為，在那數億年的炙熱歲月中，任何可能被困在這些行星岩石中的水都會蒸發並消散到太空中。當然，這將毀掉我們所知的Trappist-1行星發展生命的機會。
但是，一項基於行星大氣演化的新型建模技術的新研究表明，Trappist-1係外行星上的生命可能不會全部消失。
法國波爾多大學的天文學家弗蘭克·塞爾西斯(Franck Selsis)和他的同事並沒有開始證明類似地球的係外行星圍繞一顆距離地球40光年的小型冷恒星運行的誘人係統可能存在生命。相反，他們對富含水的行星大氣的現有模型的原始性質感到沮喪。他們想創造一些更現實的東西——一些考慮到那些行星上實際大氣條件的東西，而不僅僅是一套理論假設。
發展大量富含水的大氣層是海洋世界進化的關鍵一步。因此，更好地了解這些大氣可能有助於科學家更準確地限製宇宙中生命可能存在的位置。根據目前的理論，當行星形成時，它們的水包含在岩石中。但是由於這些萌芽行星早期的強大火山作用，這些水蒸發到大氣中。當條件合適時，水蒸氣有機會凝結並形成液態海洋，生命可能會在其中出現。但是什麽時候條件合適仍然是個問題。
“過去，當我們對這些大氣建模時，我們做了一個非常強的近似，即這些大氣是對流的。這意味著恒星輻射沉積在行星表麵很深的地方，能量通過對流運動上升和下降，”塞爾西斯告訴Space.com
“熱空氣上升，冷空氣下降，我們假設這是能量從大氣中傳輸出去，然後輻射出去(進入太空)的主要方式，”他繼續說道。“這使得我們的生活簡單多了，因為當對流是大氣中的主要驅動力時，我們知道溫度的梯度，我們知道溫度如何隨壓力變化。這隻是與你向大氣中加入的氣體種類有關。”
但是在真實的星球上事情並沒有這麽簡單。
行星大氣演化的新模型得出了與早期模型不同的結果。(圖片鳴謝:uux.cn/弗蘭克·塞爾西斯)
Selsis解釋說，覆蓋行星的氣體的不透明度隨著高度的變化而變化，影響了多少熱量被截留在內部，多少熱量逃逸到外層空間。很長一段時間，科學家們無法對這些變量建模。這些不透明度的變化，以及它們對大氣中其他過程的影響，仍然是一個謎。這使得Selsis和他的同事們懷疑早期模擬的結果可能是錯誤的，因為早期模擬沒有包括這些信息。
“我們對對流假說並不完全滿意，”塞爾西斯說。“其中一個原因是，在非常深的大氣層中，到達表麵的光線很少。可能不足以驅動對流。”
這就是Trappist-1係統發揮作用的地方。先前的模型表明，大氣層富含水的行星接受的陽光僅比地球多10%左右，因此會迅速產生惡性溫室效應，這是由某些氣體促進的吸熱過程，是地球氣候變化的罪魁禍首。因為水蒸氣是一種強有力的溫室氣體，隨著水從行星的岩石中不斷蒸發，大氣中水蒸氣的濃度上升，行星表麵的溫度也會上升。最終，行星變得如此之熱，以至於它的地殼和地幔融化成岩漿的海洋，將岩石中殘留的水釋放到大氣中。
整個Trappist-1係統將適合太陽係最內層行星水星的軌道。幸運的是，母星比我們的太陽冷得多。(圖片來源:uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院)
在數十億年的時間裏，隨著強大的恒星風衝擊著地球，這些大氣中的水逐漸消散到太空中。地球的更熱的同胞金星，比地球離太陽近2500萬英裏(4000萬公裏)，被認為遇到了這樣的命運。Trappist-1可居住區的行星也是如此。雖然Trappist-1恒星比我們太陽係中心的恒星更小更冷，但它的所有七顆行星的軌道距離都比太陽和太陽係最內層行星水星之間的距離短得多。
塞爾西斯說:“像Trappist-1這樣的小型紅色恒星的亮度會隨著時間的推移而降低。”“當Trappist-1係統形成時，現在位於可居住區內的行星，那裏可能存在水，億萬年來受到的輻射比今天多得多，這意味著如果它們有水，這些水應該已經蒸發了。”
然而，Selsis開發的新模型表明，盡管所有這些行星在早年的條件無疑是地獄般的，但它們可能還沒有熱到足以將行星的地殼和地幔熔化成岩漿。這意味著大量的水可能存在於岩石中，持續到母星冷卻的後期。因此，液態水的海洋可能已經在這些行星上形成，這些行星今天可能孕育著繁榮的生命。
最終，這些發現可能會對我們在太陽係外發現生命的機會產生巨大的影響，因為像Trappist-1這樣的小型冷恒星，稱為紅矮星，是迄今為止我們銀河係中最常見的恒星類型。
最終，研究人員還表示，這些結果將有助於科學家更好地解釋詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的發現，該望遠鏡除了探索早期宇宙外，還在銀河係的係外行星上尋找水的痕跡。
這項研究發表在周三(8月9日)的《自然》雜誌上。
