TRAPPIST-1行星的轨道可能揭示了它们的演化线索

　　如果不是因为它的七颗行星产生的科学兴趣，TRAPPIST-1 将是一颗不起眼的恒星。天文学家在 2016 年首次发现了新世界，其中至少三个可能适合居住。 现在，一项新研究表明，TRAPPIST-1行星的轨道可能揭示了它们的演化线索，以及太空岩石在它们形成时期撞击它们的频率。

　　TRAPPIST-1 位于水瓶座，距离太阳约40光年，是一颗被称为红矮星的凉爽暗淡的恒星，这种类型在我们的银河系中最常见。

　　围绕这颗恒星，7颗与地球差不多大的系外行星以天文学家称之为“共振”的方式运行，根据它们与恒星的距离，以 TRAPPIST-1 b 到 h 的简单字母表示，以天文学家称之为“共振”的方式运行。共振意味着虽然每颗行星完成一个轨道所需的时间不同，但行星对会定期在同一起点再次相遇。

　　例如，距离恒星最近的行星 TRAPPIST-1 b 每完成 8 圈轨道，行星 c 绕 5 圈，行星d 4和行星e 2也是如此。在这项新研究中，科学家们认为，如果这些行星在大约70亿年前围绕着新形成的TRAPPIST-1 星的原行星盘中诞生后，受到了过多的太空岩石撞击，这种奇怪的规则轨道舞蹈是不可能的。

　　法国波尔多大学的天体物理学家肖恩·雷蒙德 (Sean Raymond) 和该研究的主要作者在一份声明中说：“我们发现，在这些行星形成后，它们受到的轰击只是极少量的物质。” “这有点酷。当我们考虑系统中行星的其他方面时，这是有趣的信息。”

　　美国和欧洲的研究人员团队在计算机上模拟了 TRAPPIST-1 系统的演变。科学家们试图找出在这些行星的同步轨道舞会被打乱之前，有多少“物质”会撞击这些行星。

　　“我们无法确切说出有多少物质撞击到这些行星中，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。”

　　科学家们在声明中说，该模型表明 TRAPPIST-1 系统中的行星一定很早就形成了，而且形成的速度非常快，大约是地球形成时间的十分之一。

　　当围绕 TRAPPIST-1 的原行星盘消失时，这些行星已经在靠近母星的轨道上运行。科学家认为，充满气体和尘埃的原行星盘在新恒星形成后仅存在数百万年。研究人员说，计算机模型表明，正是这个圆盘的引力使行星进入轨道共振。一个大天体的撞击，类似于大约 45 亿年前在形成月球的碰撞中与年轻地球相交的撞击，肯定会破坏这种同步的轨道舞蹈。

　　科学家们希望了解行星生命早期阶段太空岩石轰击的强度可能有助于他们了解行星的化学成分。就地球而言，许多化学元素——包括赋予生命的水——被认为是通过撞击彗星、小行星和陨石而引入的。就其本身而言，产生月球的碰撞被认为已经提供了地球目前的大部分碳和氮，这两者都是生命存在的必要先决条件。

　　目前，科学家们对 TRAPPIST-1 世界的化学成分知之甚少。了解撞击它们的太空岩石的数量可能会改善这些估计。

　　但是这些行星可能已经由含有更多氢的物质形成，并且自然地比地球含有更多的水，即使没有那些来袭的彗星和太空岩石。

　　“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。”伊齐多罗说。“所以你必须了解什么样的过程可以把这些水带到这个星球上。”

　　目前，科学家们能够走得更远的工具有限。科学家们希望知道在这些遥远的星球上是否可能存在生命。