有没有一个巨大的天然气绕TRAPPIST-1轨道运行?


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没有发现这样的行星。该论文仅显示了这7颗行星的证据(真的是6颗,因为只有1次观测无法正式确认7颗行星),而其他任何行星都没有这种证据。该论文没有指出可能存在更多的行星,但确实指出某些数据上存在很大的误差线,为不确定性留下了空间。

最终,我认为出于某些原因,我们可以与这个系统中存在的天然气巨头抗衡。

  • 我们看不到天然气巨头造成的运输时间变化。一个气体巨人会对内部7颗行星产生明显的引力影响,而我们将通过内部行星的轨道周期的微小变化来看到这种影响。该论文的作者确实看到了运输时间的变化,但是他们能够解释所有这些变化,原因仅在于这7个行星的引力影响。他们从来不需要调用第8个看不见的星球来解释他们的言论。
  • 我们没有观察到这种(容易检测到的)过境。我们看不到这颗行星过境的原因只有两个。天然气巨人的运行轨道不同于其余行星(作者指出,它们都非常接近同一平面),或者轨道周期很长,从未被任何人捕获以前的观察结果(跨越数年)。这两种情况似乎都不会发生。
  • 中心恒星的质量仅是太阳质量的8%。较小的恒星倾向于形成较小的行星。主要由于缺乏物质,天然气巨头很难在小恒星周围形成。根据我们对行星形成的了解,天然气巨星甚至能够围绕这颗恒星形成的可能性很小。

当然,只有继续观察才能真正说服我们天然气巨人不存在。

在这些行星上,如果没有像木星这样的保护地球的彗星保护者,生命是否可能存在?

这是一个很好的问题。我认为答案是,我们不确定。木星在保护彗星和保护地球方面做得非常出色。可能该系统充斥着不断轰炸行星的彗星。但是,这只是难题的一小部分。我们的月球在保护我们方面也做得非常出色。

我认为,当涉及到这些行星时,对生命是否存在的首要关注是中心恒星。这是一颗低质量,超冷的矮星。这些恒星往往非常易挥发,比我们通常静止的太阳更容易挥发。这意味着这些行星可能比我们拥有更多的辐射,并遭受更多的太阳风暴袭击。此外,这些行星非常接近TRAPPIST-1,以至于它们全都被潮汐锁定-一张脸总是朝着恒星,而另一只脸总是朝着恒星。这可能会使一侧异常热,而另一侧异常冷。这样的星球上的气候/天气可能不适合生活(但谁能确定)。潮汐锁定可能会很好,尽管这意味着通常只有向外的一面会被彗星撞击,


我刚刚读完您的答案。好贴。
HDE 226868

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在您的三个要点中,我认为只有第三个是完全有效的。当行星处于TRAPPIST-1行星的轨道共振时,过渡时间变化会变得更强,因此检测到相互的TTV而不检测到由于气体巨人(如果有)而引起的TTV可能不足为奇,特别是考虑到观测时间短(在Spitzer上约为20天)。第二点,即使很小的相互倾斜(按照我们在太阳系中看到的顺序)也可能导致基本上共面的行星不能全部通过。
NeutronStar '17

2
“或者说,轨道周期如此之长,以前的任何观测都没有捕获到它(跨越数年)”。木星的轨道周期为11年,海王星的轨道周期为168年。您为什么认为这不太可能?
Jess Riedel

@JessRiedel他们自2013年以来一直在关注这颗星,因此他们至少已获得了几年的(间歇性)数据。行星轨道的距离(因此,轨道周期)与恒星质量成比例。由于该系统是如此之小,因此任何天然气巨头都将离它更近,因此有一个相对较短的时期,很可能会在我们拥有数据的时期内被捕获。我所依靠的是,没有证据支持这一点,那就是任何天然气巨头都将在短短的一年左右或更短的时间内(最远的行星运行20天),因此它应该被捕获3年数据集。
zephyr

1
这是我所指的文章:theverge.com/2017/2/22/14674088/…援引“剑桥大学卡夫里学院系系外行星研究员,研究作者阿莫里·特劳德”: -1是一个相当安静的红矮星,这意味着它不会经常发出太阳耀斑。”
DCShannon

5

正如关于恒星发现的前三个行星的论文一样,即使尚未对行星的质量施加严格的限制,

行星热演化模型的结果以及低质量恒星在其早期生命中发出的极强的紫外线(1-1,000Å)极高辐射18,使得这种小型行星不太可能具有厚厚的氢气和/或氦气包膜。

没有证据表明TRAPPIST-1h以外的行星。

该系统的进化历史尚不清楚。人们认为,像TRAPPIST-1这样的恒星可能被称为“超冷矮星”,它们周围可能有岩石行星,但它们必须在存在挥发物的区域超出霜冻线形成。然后它们将向内迁移,陷入轨道共振。任何假定的天然气巨头都需要具有与这种演化相一致的轨道历史。

天文学家还没有观察到系统中的任何其他物体-包括外显子或外彗星-因此我们对系统中可能存在的小物体以及它们如何影响行星生命没有一个好主意。


该团队使用运输时变(TTV)方法来检测行星。本质上,它寻找行星运行中的扰动,以确定系统中是否还有其他行星。然后可以创建尝试重现结果的模型。他们发现了一个6行星模型,其中包含6个行星的数据。第七颗行星-数据约束有限-仍然可以始终如一地包括在内。

但是,存在不稳定问题。在超过一百万年的时间里,他们确定该系统不稳定的可能性为25%;在超过十亿年的时间里,它几乎不会或根本没有变化地存活下来的可能性只有8.1%。换句话说,这些系统在长时间内并不是特别稳定,仍然有待观察天然气巨头如何发挥作用。

如果有一个天然气巨人,它可能与行星相互作用,并可能进一步破坏该系统,这意味着即使系统寿命达到5亿年也很难生存。再加上一个事实,即行星可能形成在霜冻线之外,因此可能会在天然气巨人形成的地方附近,您就有了灾难的秘诀。

但是,作者指出,对许多轨道参数和质量的约束较差,并且可能还会有一个或多个额外的行星来稳定该系统。但是,他们什么都没有看到,这很麻烦-一家天然气巨头将有很大的机会通过TTV方法露面。


难道因为会导致TRAPPIST-1摆动更大,而注意到一个天然气巨人也不容易吗?
称为2voyage

@ call2voyage不过这颗星星上有RV数据吗?本文仅讨论光度观测。
zephyr

@ call2voyage如果它在轨道附近运行,那么可能,特别是考虑到TRAPPIST-1的质量很低。但是,需要更多的观察。
HDE 226868

@zephyr啊,是的。它可能不是RV的目标。
称为2voyage

@zephyr 这里的评论声称它不会发出足够的白光来进行RV测量。
称为2voyage
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