可观测Universe 第14章 Trappist－1e

Trappist-1e（系外行星）

· 描述：位于宜居带的岩石系外行星

· 身份：围绕超冷红矮星Trappist-1运行的行星，距离地球约40光年

· 关键事实：七行星系统中第四颗行星，可能拥有液态水和大气层，是寻找地外生命的重点目标。

Trappist-1e：宇宙中最像地球的“邻居”（第一篇）

引言：当我们谈论“地外生命”，我们究竟在找什么？

2017年2月22日，NASA召开了一场震惊全球的新闻发布会。发布会上，天文学家米歇尔·吉隆（Micha?l Gillon）举起一张幻灯片——画面中，七颗行星围绕着一颗比木星大不了多少的红矮星运转，每颗行星的轨道都挤在恒星周围的“宜居带”内。他说：“我们发现了太阳系之外最像我们家园的地方。”

这颗恒星叫Trappist-1，距离地球40光年；这七颗行星中，第四颗被命名为Trappist-1e。它像地球一样是岩石行星，刚好躺在“液态水可能存在”的区域，甚至可能有大气层。一夜之间，Trappist-1e成为全球媒体的焦点——人类寻找地外生命的征程，第一次有了如此“触手可及”的目标。

但在沸腾的舆论背后，很少有人知道：Trappist-1系统的发现，是天文学家用二十年时间“磨”出的成果；Trappist-1e的“宜居性”，藏着红矮星与行星之间最复杂的互动；而我们对它的所有猜想，都需要下一代望远镜的“火眼金睛”来验证。

这一篇，我们将从红矮星的“小世界”出发，一步步拆解Trappist-1系统的诞生，还原Trappist-1e的“身份档案”，并追问：它真的能成为“第二个地球”吗？

一、红矮星：宇宙中最“低调”的恒星，却藏着最多的秘密

要理解Trappist-1e，必须先理解它的“母星”——Trappist-1。这不是一颗普通的恒星，而是超冷红矮星（Ultra-cool Dwarf），属于M型红矮星中最冷的分支（光谱型M8V）。

1.1 红矮星的“定义”：小、冷、久

红矮星是宇宙中最常见的恒星类型，占银河系恒星总数的70%以上。但它们的“个性”与太阳这样的G型黄矮星截然不同：

体积小：Trappist-1的质量仅为太阳的8%，半径是太阳的12%——如果把太阳比作一个篮球，Trappist-1就是一颗玻璃弹珠；

温度低：表面温度约2550K（太阳是5778K），发出的光以红外为主，可见光极其微弱——在地球上，用肉眼根本看不到Trappist-1；

寿命长：红矮星的核聚变反应极慢，寿命可达数万亿年（宇宙当前年龄约138亿年）——它们是宇宙中的“长寿冠军”。

这些特点让红矮星一度被天文学家忽视：它们太暗了，难以观测；温度太低，宜居带离恒星极近，行星容易被潮汐锁定（一面永远对着恒星，另一面永远黑暗）。直到21世纪初，随着高灵敏度望远镜的出现，红矮星才重新进入科学家的视野。

1.2 Trappist-1的“家”：银河系中的“隐士”

Trappist-1位于宝瓶座（Aquarius），距离地球约40光年（约380万亿公里）。这个距离在宇宙尺度上不算远——用光速飞行，只需要40年就能到达；但对于人类目前的航天技术来说，仍是无法企及的远方。

天文学家通过视差法（Parallax）测量了它的距离：当地球绕太阳公转时，Trappist-1在天空中的位置会发生微小偏移，通过这个偏移量可以计算出距离。40光年的距离，意味着我们现在看到的Trappist-1，是它在1983年发出的光——那时，中国的改革开放刚满15年，互联网还在起步阶段。

二、Trappist-1系统：七颗行星的“拥挤乐园”

2015年，比利时列日大学的天文学家团队启动了“TRAPPIST”项目（Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope，凌日行星与星子小望远镜），目标是寻找围绕超冷红矮星的类地行星。他们选择了Trappist-1作为首个观测对象——因为它足够暗，凌日信号（行星从恒星前面经过时导致的亮度下降）更容易被捕捉。

2.1 发现之旅：从“可疑信号”到“七行星系统”

TRAPPIST望远镜位于智利的阿塔卡马沙漠，配备了一台高灵敏度的CCD相机。2015年9月，天文学家开始监测Trappist-1的亮度，每半小时拍一张照片，持续了数个月。

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