科學(xué)發(fā)現(xiàn)：四十光年處有一顆小太陽，或許那里的生命正窺探我們？

之所以說是一顆小太陽，因?yàn)檫@顆恒星比較小，只有太陽質(zhì)量的8.9%。但圍繞著這顆恒星公轉(zhuǎn)的行星卻有七顆，比我們太陽系八顆行星只少一顆，因此，這個(gè)行星系統(tǒng)非常類似太陽系，稱其為小太陽名副其實(shí)。

這顆恒星叫TRAPPIST-1，中文名為特拉比斯特-1。這是一顆位于寶瓶座的紅矮星，距離地球約39.13光年。它的表面溫度極低，約為2516 K，半徑只有太陽的11%，與木星差不多大小，卻有七顆行星圍繞這顆紅矮星運(yùn)行。

這些行星從距離最近到最遠(yuǎn)，依次被被命名為TRAPPIST-1b、c、d、e、f、g、h，其中的d、e、f、g四顆行星位于宜居帶中，可能具備潛在的宜居條件。其中的f星最像地球，質(zhì)量約地球的1.039倍，半徑約地球的1.045倍，幾乎就是地球的孿生姐妹了。

f星正好在恒星的宜居帶以內(nèi)，科學(xué)家們就根據(jù)那里的環(huán)境分析，描繪出了f星表面的藝術(shù)想象圖（上圖），并想象著那里存在著生命。但如果那里真的存在著生命，會(huì)是什么樣子呢？這就實(shí)在無法想象了，因?yàn)閮H憑現(xiàn)在的觀測(cè)，掌握的信息還實(shí)在太少。我將TRAPPIST-1的情況簡(jiǎn)單告訴了ChatGPT，請(qǐng)它描繪出了幾幅f星生命的假想圖片（下面三圖）。

在這些圖片上，TRAPPIST-1恒星在遙遠(yuǎn)的天際地平線上，表示f星的生命生存在星球的晨昏線附近，由于其它行星與f星相隔很近，因此漂浮在空中看起來比月亮還大；整個(gè)天際呈現(xiàn)暗淡橘黃基調(diào)，海水或湖水蕩漾；一些冰山矗立在周圍，說明那里比較寒冷；岸邊的冰茬里頑強(qiáng)的生長(zhǎng)著耐寒的生命，這些生命有些像珊瑚和水母、絨毛地衣，還會(huì)發(fā)光。

當(dāng)然，這些描繪并不準(zhǔn)確或精確，但我覺得已經(jīng)夠難為它了。讀者們更喜歡哪一幅圖片呢？歡迎在評(píng)論區(qū)留言。

TRAPPIST-1行星系統(tǒng)的環(huán)境到底怎么樣，其實(shí)科學(xué)家們現(xiàn)在也還無法確定，甚至連那里的大氣成分都還是未知數(shù)。科學(xué)家只是通過美國(guó)斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡、智利凌日行星和小行星望遠(yuǎn)鏡等一些天地望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的結(jié)果，綜合得出了TRAPPIST-1恒星的一些數(shù)據(jù)。

TRAPPIST-1只是一顆剛剛達(dá)到形成恒星條件的低質(zhì)量低光度恒星，其昏暗的星光光度只有太陽的萬分之五點(diǎn)五，表面溫度約為2550K，還不到太陽表面溫度的一半。但這顆恒星的年齡比太陽要大多了，甚至可能大一倍，且發(fā)現(xiàn)圍繞著其運(yùn)動(dòng)的行星達(dá)到了七顆之多，完全就是一個(gè)小太陽系。

在這個(gè)小太陽系，有三到四顆行星處于宜居帶。所謂宜居帶，就是距離恒星不遠(yuǎn)不近的一個(gè)適當(dāng)位置，這個(gè)位置讓恒星輻射的溫度，正好適宜液態(tài)水存在的條件。這就是說，宜居帶的行星要溫度適宜，一般平均溫度要在零攝氏度以上，并不能過高。

我們地球就是處于太陽系的宜居帶，距離太陽1天文單位。所謂天文單位是一個(gè)長(zhǎng)度單位，主要用于測(cè)量太陽系內(nèi)天體之間的距離，簡(jiǎn)稱AU。一個(gè)天文單位就是太陽到地球的平均距離，約等于1.5億千米。

紅矮星由于表面溫度很低，因此要讓其所屬行星表面具備保留液態(tài)水的溫度，就要距離很近。因此，在TRAPPIST-1恒星系統(tǒng)，七顆行星最近的距離恒星只有0.01154AU，最遠(yuǎn)的也只有0.06189，也就是這些行星在距離TRAPPIST-1恒星在173萬千米到927萬千米之間一個(gè)范圍。

而在宜居帶的f星，與恒星的距離為0.03849AU，也就是地球與太陽距離的不到4%，約577萬千米。可想而知，即便這顆紅矮星只有木星大小，這么近的距離看起來也是碩大耀眼的。

在這么近的距離，TRAPPIST-1的七顆行星都被其母恒星引力潮汐鎖定了，也就是都是一面永遠(yuǎn)朝著恒星，一面永遠(yuǎn)背著恒星。這就讓這些行星處于冰火兩重天的狀態(tài)。即向陽的一面在恒星輻射的炙烤下，溫度較高；而在背陰一面則酷寒難耐。

以紅矮星為母星的行星系統(tǒng)，對(duì)生命的孕育和生存也有諸多不利因素，甚至嚴(yán)酷的考驗(yàn)。主要是紅矮星質(zhì)量極低，核心核聚變反應(yīng)由于沒有輻射層過渡，恒星表面就會(huì)產(chǎn)生大量耀斑，這種耀斑的輻射能量比太陽要大100倍，而紅矮星由于引力較小，行星距離都比太陽行星近很多，一般都只有幾百萬千米，因此，這種可以殺死一切的輻射對(duì)生命的孕育和生存極端不利。

何況紅矮星的行星系統(tǒng)一般都被引力潮汐鎖定，環(huán)境是冰火兩重天：白晝的一面卻完全暴露在恒星射線的照射之下，在黑夜的一面任何大氣氣體都將被凍住。難以想象，在這種極端惡劣的環(huán)境，生命能夠存活。由此，在早年的研究中，紅矮星幾乎毫無爭(zhēng)議的被科學(xué)家們排除在地外生命探索的目標(biāo)名單以外。

那么為啥科學(xué)家們還認(rèn)為紅矮星是生命的搖籃，TRAPPIST-1的行星上很可能存在生命呢？這是因?yàn)榭茖W(xué)家們通過對(duì)紅矮星的長(zhǎng)期研究，近年來有新的發(fā)現(xiàn)和理論。美國(guó)一群科學(xué)家計(jì)算了20顆紅矮星的輻射，發(fā)現(xiàn)如果一顆行星大氣層和磁場(chǎng)能夠足以反射和散射母恒星的有害射線，其環(huán)境就能夠適合生命存在。

紅矮星由于質(zhì)量小，其核心壓力小，核聚變反應(yīng)較慢，因此燃料消耗較小，壽命超長(zhǎng)。恒星壽命公式為：恒星的壽命t=太陽的壽命×恒星的質(zhì)量與太陽倍數(shù)/恒星的光度與太陽倍數(shù)，我們已知太陽壽命約100億年，TRAPPIST-1的質(zhì)量是太陽的0.0898倍，光度為太陽的0.000553 ，因此其壽命可達(dá)一萬六千多億年。

要知道，我們的宇宙時(shí)空的誕生才有138億年，紅矮星的壽命動(dòng)輒都有萬億年以上，因此理論認(rèn)為，紅矮星是與宇宙同壽的一種天體，迄今還沒有任何紅矮星死亡的遺骸被發(fā)現(xiàn)。這種超長(zhǎng)壽命的星球，就給生命的孕育和進(jìn)化提供了漫長(zhǎng)的時(shí)間條件。

越來越多的研究認(rèn)為，在紅矮星系統(tǒng)中的行星，即便被母恒星引力潮汐鎖定，行星的另一半得不到陽光照射，但只要行星上有足夠的大氣包裹，空氣流動(dòng)就能夠傳遞熱量，讓行星背面也有溫暖。在星球光明與黑暗的晨昏線附近，會(huì)成為最適宜生命孕育和生存的風(fēng)水寶地。

我們的太陽現(xiàn)在只有十五億年能夠支持地球生命的延續(xù)，之后就會(huì)因不斷變熱烤焦地球，所有生命將消失殆盡。與之不同的是，紅矮星帶給行星的穩(wěn)定能量可以持續(xù)千萬億年，這給生命的孕育和成長(zhǎng)提供了充分的條件。所以，紅矮星是生命搖籃終于成為科學(xué)界的共識(shí)。

TRAPPIST-1紅矮星是不是正在孕育生命的系統(tǒng)，或者說已經(jīng)有經(jīng)歷了比地球長(zhǎng)很多時(shí)間的生命進(jìn)化呢？現(xiàn)在的科學(xué)家們還無法確定。但科學(xué)家們正在試圖用最強(qiáng)大的韋伯望遠(yuǎn)鏡對(duì)TRAPPIST-1進(jìn)行觀測(cè)研究，尤其對(duì)那里的行星大氣進(jìn)行分析，或許不久就會(huì)有所突破。

TRAPPIST-1紅矮星的年齡已經(jīng)有75億歲，比太陽年齡大近三十億歲，如果那里的生命和地球一樣，在母恒星誕生初期就已經(jīng)出現(xiàn)，生命的演化進(jìn)程就比地球長(zhǎng)了三十億年。如果真是這樣，那里的智慧生命或許早就創(chuàng)造了比我們強(qiáng)大很多的高等級(jí)文明，現(xiàn)在，這些生命或許正在觀測(cè)和研究我們呢，已經(jīng)派出高速飛船向我們駛來也未可知。

宇宙中紅矮星有無數(shù)顆，僅在銀河系就有數(shù)千億顆之多。在這眾多生命搖籃的孵化下，地外生命可能早就遍布宇宙，只不過由于星際相隔太過遙遠(yuǎn)，生命形式又完全不是我們現(xiàn)在所能認(rèn)知的，因此迄今沒有任何發(fā)現(xiàn)罷了。對(duì)此，你有什么看法，歡迎討論。

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