地球“三兄弟”现身：可宜居否

■我们的记者张文静

5月2日，比利时列日大学的天文学家迈克尔·吉隆领导的国际研究小组在《自然》杂志的网络版上发表了一份研究报告，称他们在离地球39光年远的红矮星附近发现了三颗与地球大小相似的行星，可能适合居住。

这颗闪烁的红矮星位于宝瓶座星系，是由天文学家在智利使用特拉普斯特望远镜发现的，因此得名特拉普斯特-1。

"这三颗新发现的行星是迄今为止发现太阳系外生命的最佳机会。"研究小组说。德国周刊《焦点》甚至评论道:“对地球人来说，5月2日是激动人心的一天。科学家发现了“地球的兄弟”。"

类地行星的“狩猎”

在智利北部山区的拉西亚天文台，有一台直径60厘米的望远镜，它能探测并捕捉星空中的奥秘。这是TRAPPIST望远镜。它的项目属于比利时列日大学天文、地理和海洋学系。该设备也由比利时大学的天文学家远程控制。giron是项目负责人之一。

从2015年9月到12月，吉隆的团队用特拉普斯特观察了62个夜晚。他们通过光线和阴影的规律性变化来判断是否有行星围绕恒星运行。结果显示TRAPPIST-1以规则的间隔变暗，这表明有物体从面向地球的一侧经过。经过分析，研究小组终于找到了三颗行星。

“就像一只蛾子遮住了灯泡的光。”中国科学院国家天文台的研究员勾立军做了一个类比，然后解释道:“这种观测方法被称为中天，它转化为日食，即行星在恒星前面经过，导致恒星亮度略微下降的现象。尽管亮度变化不大，但今天的望远镜已经能探测到这种微小的变化。”

因为开普勒望远镜不能同时观测100，000颗行星，吉隆团队的观测方法一度被认为充满风险，但最终，天文学家的坚持产生了这一重要发现。这是人类第一次“搜寻”围绕“超冷矮星”存在的类地行星，并同时发现“三个世界”。

“这些小行星是我们的首选，因为它们可能是我们利用现有技术找到生命的唯一类地行星。”吉隆说。

可能在可居住区

TRAPPIST-1是一颗真正的矮星。它的大小只有地球的1/8，质量大约是太阳的1/10，温度只有太阳的一半，亮度是太阳的1/2000。尽管它离地球很近，但它太暗太红，用肉眼或业余望远镜都无法观察到。

事实上，在银河系中，像TRAPPIST-1这样的超冷矮星非常丰富，15%靠近太阳的恒星都是这样的。但是TRAPPIST-1的独特之处在于它周围有三颗行星。

至于三颗行星是如何围绕TRAPPIST-1旋转的，研究人员称TRAPPIST-1的重力可能迫使三颗行星形成“潮汐锁定”。一旦有一颗行星和矮星“潮汐锁定”，它将总是面向同一侧的矮星，就像月亮总是面向同一侧的地球一样。

天文学家的观察表明，围绕TRAPPIST-1运行的三颗行星中，有两颗距离矮星的距离是地球距离太阳的60-90倍，但这两颗恒星接收到的矮星辐射量分别是地球的4倍和2倍，因为矮星比太阳暗得多。另一个星球接收的辐射甚至比地球还少。前两颗行星的公转周期分别为1.5天和2.4天。第三颗行星的公转周期仍不确定，从4.5天到73天不等。研究人员说，因为矮星比太阳冷，所以行星之间的距离非常近，这表明这些行星可能处于可居住区。

“根据恒星的温度，可以计算出所谓的可居住带。只要它在这个区域，就可能有液态水或生命。”郭立军说，“例如，在我们的太阳系中，地球和火星都在可居住的区域。”

这三颗行星的直径仅比地球大10%。"它们对寻找外星生命具有重要意义."该研究项目的合著者、加州大学圣地亚哥分校的亚当·伯加斯在一份声明中说。

探索还在继续

此前，许多科学家热衷于观察大小接近或大于太阳且更明亮的恒星，希望在它们的行星中找到可居住的类地行星。像TRAPPIST-1这样的“暗星”矮星通常不受欢迎。

然而，由于恒星太亮，它们会掩盖围绕它们运行的行星，而超冷矮星同时发出微弱的红外光，但不会掩盖周围行星的细节。吉隆决定挑选几个小矮人，带领他的团队试试运气。最后，他们赢了赌注。特拉普斯特望远镜计划在60颗超级冷矮星周围寻找行星。

研究小组在报告中说，这一发现开辟了外星生命研究的新领域，并为未来的研究提供了广阔的前景。

“这一发现最重要的一点是，它离我们比较近，更容易研究。开普勒-452b，去年发现的“地球的大表亲”，距离地球1400光年，远不止于此勾立君说。

对天文学家来说，这三颗类地行星的发现还只是一个开始，进一步的研究将持续几年。

美国宇航局的网站还报道了吉隆团队的新发现，并表示哈勃太空望远镜接下来将分析TRAPPIST-1星系中三颗行星的大气。从今年的12月到明年的3月，开普勒还将观测到离特拉普斯特-1更近的两颗行星。“詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2018年发射，预计也能观测到这些系外行星。”勾立君说。

人类对类地行星的探索还将继续。

郭刚制图

《中国科学新闻》(新知，第4版，2016年5月13日)