TRAPPIST-1行星是如何得到水份

2017年，一組由馬克斯·普朗克天文研究所（Max Planck Institute for Astronomy）的塞巴斯蒂安·馬里諾（Sebastian Marino）博士為首，成員包括劍橋大學，華威大學（University of Warwick），伯明翰大學，哈佛-史密松天體物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）國際天文學家團隊宣佈一項重大發現。一顆距地球四十光年的M型紅矮星TRAPPIST-1系統，根據多年的觀測，發現包含不少於七顆岩石行星。 同樣令人興奮的是，在恆星的適居帶（Circumstellar habitable zone）內發現三顆行星，而且該系統本身已有八十億年的時間發展生命。

同時，這些行星緊緊圍繞一顆紅矮星繞行的事實，引起了人們對這三顆行星能否維持大氣層或液態水很長時間的懷疑。 根據國際天文學家團隊的最新研究，這全都歸結為行星形成的碎片盤的組成以及彗星之後是否會分佈水份。

關於太陽系的形成方式，天文學家普遍認為，它是在四十六億年前由氣體，塵埃和揮發物星雲形成的。該理論認為，這些元素首先在中心合併，然後經歷重力塌陷以產生太陽。隨著時間的流逝，其餘的物質在太陽周圍形成一個行星盤，最終吸積形成行星。

在太陽系的外圍，形成行星遺留的物體落入一條包含大量冰類物質的古柏帶（Kuiper Belt，中國大陸譯作柯伊伯帶）。根據後期撞擊理論，水由無數的彗星和冰小行星從古柏帶中撞出，並飛向太陽系內圍，將水分配到地球和整個太陽系。

如果TRAPPIST-1系統有自己的古柏帶，則有理由相信也存在類似的過程。在這種情況下，重力擾動會導致物質從類似古柏帶踢出，然後朝著七顆行星飛去，在行星的表面沉降水份。結合適當的大氣條件，恆星適居帶中的三顆行星表面可能已經保存足夠的水份。

類似古柏帶的存在，顯示系統中有大量的揮發物和水。這些物質通常位於距離恆星系統很遠的寒冷區域，但是，有不同的過程可能會將一部分含有豐富水物質帶到適居行星附近，並將這些物質輸送出去。如果能夠找到一連串的彗星，證明這種水庫已經存在。

【圖：美國太空總署；文：節譯自今日宇宙網頁】研究全文刊登在2020年1月29日出版的 英國《皇家天文學會月報》

TRAPPIST = Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope 用小型望遠鏡進行凌日行星和微行星觀測計劃