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Google也以此重大发现作为当天的Google Doodle！

在漫画《七龙珠》中，只要收集七颗龙珠，就能召唤神龙许愿。最近天文学家可是利用美国航太总署（NASA）的史匹哲太空望远镜（Spitzer Space Telescope），发现有七颗近似地球大小的行星，环绕着一颗名为TRAPPIST-1的恒星！其中甚至有三颗就位在母恒星的适居区（habitable zone）中，在这个区域的岩质行星表面温度不会太热也不会太冷，刚好能够让液态水存在！

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TRAPPIST-1系统中， TRAPPIST-1e、f和g这三颗行星都位在适居区（以绿色表示）。

Credit: NASA/JPL-Caltech

这个新发现创下了有史以来在单一恒星周围发现最多适居区行星的新纪录！在适当的大气条件下，这七颗行星都可能有对生命非常关键的液态水，而机会最大的就是位在适居区的三颗行星。

TRAPPIST-1这个系外行星系统距离地球约有40光年，位在宝瓶座方向，其名称来自于智利的「侦测凌日行星与微行星小型望远镜」（Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope，简称TRAPPIST） 。在2016年5月，天文学家利用这个望远镜发现了位在此系统的三颗系外行星。在后续的研究中，他们利用史匹哲太空望远镜，再加上包括「超大望远镜」（Very Large Telescope，简称VLB）在内的几个地面望远镜协助，确认了其中两颗行星，更让人惊讶的是，他们发现了除了这两颗行星之外，TRAPPIST-1系统还有另外五颗系外行星，这让此系统的行星数量一举推进到七颗！

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2016年的研究与最新公布的发现比较。Credit: NASA/JPL/Caltech/R. Hur

2016年的研究与最新公布的发现比较。Credit: NASA/JPL/Caltech/R. Hurt (IPAC)

这篇论文发表在《自然》（Nature）期刊上。研究团队利用史匹哲太空望远镜测量七颗行星的大小，也首度估计其中六颗行星的质量，因此就能推测出行星的密度。根据他们的推论，TRAPPIST-1的七颗行星可能都是由岩石组成，后续的观测将能进一步研究这些行星是否有水，甚至是行星表面是否含有液态水。科学家目前还无法推测第七颗行星的质量，不过他们认为最远的这颗行星极有可能是个冰雪球。

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TRAPPIST-1系统中七颗行星的详细资料，与太阳系中四颗类地行星的比较。

Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

TRAPPIST-1和我们的太阳不同，是一颗极低温的红矮星，这是首度在此类恒星周围发现地球大小的行星。对科学家来说，想要研究地球大小适居行星的大气，TRAPPIST-1的这些行星正是绝佳目标。TRAPPIST-1的温度够低，因此即使是轨道距离很接近母恒星的行星，也可能有液态水存在。这个系统内七颗行星的轨道，甚至比水星绕太阳的轨道还要更近。行星之间也都非常接近，如果你站在其中一颗行星的表面上，甚至能够看到周遭行星的地表特征或是云层，邻近的行星看起来可能比从地球上看到的月球还要大。

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TRAPPIST-1的七颗行星轨道，与太阳系内侧行星，和木星四颗最大卫星的轨道相互比较。

Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

这些行星有可能遭母恒星潮汐锁定，始终以同一面面对恒星，因此行星有一半永远是白天，另一半则永远是黑夜。这会使得行星的天气模式和地球大不相同，比如说不断有强风从永昼面吹向永夜面，和极端的温度变化。

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想到TRAPPIST-1e来场太空旅行吗？

Credits: NASA/JPL-Caltech

由于TRAPPIST-1的辐射主要位在比可见光波长更长的红外波段，因此史匹哲太空望远镜就成了研究此恒星的最佳利器。2016年秋季，天文学家利用史匹哲太空望远镜，对TRAPPIST-1进行了连续500小时不间断的观测，获得够多次数的系外行星凌日资料，借以分析这个系统的复杂构造。

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从史匹哲太空望远镜500小时的观测资料中可以看出此系统有七颗行星。

Credit: NASA/JPL-Caltech/M. Gillon (Univ. of Lige, Belgium)

史匹哲太空望远镜在上线五年后，冷却剂已经耗尽，目前是处于「温暖任务」（warm mission）阶段。工程师们对望远镜进行调校，好用来观测系外行星凌日的情形。虽然史匹哲太空望远镜已经在太空中运行了14年，还是宝刀未老，不断带给我们惊奇的新发现。今年秋天，天文学家仍将利用史匹哲太空望远镜对此系统进行更仔细的研究，也为将来詹姆斯．韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的观测做准备。

天文学家也利用美国航太总署的哈伯太空望远镜（Hubble Space Telescope），观测其中的四颗行星，其中当然包含了位在适居区中的三颗行星，以研究行星是否有以氢为主的蓬松大气──这是像海王星这类气体行星的典型特征。2016年5月，哈伯团队观测了TRAPPIST-1最内侧的两颗行星，并没有发现蓬松大气的证据，也就是说，最靠近恒星的这些行星极可能由岩石组成。

目前处于K2任务阶段的系外行星猎人──克卜勒太空望远镜（Kepler space telescope），也正在观测TRAPPIST-1 系统，藉由测量恒星由于行星经过时的微小亮度变化，对这些行星进行更详细的研究，甚至是寻找此系统内是否还有更多行星存在。

史匹哲、哈伯、克卜勒三大望远镜联手研究TRAPPIST-1，接下来还会有计画在2018发射的韦伯太空望远镜加入战局。韦伯太空望远镜的灵敏度将能侦测行星大气中的化学组成，研究是否有水、甲烷、氧气、臭氧，或是其他的成分，还能分析行星的温度和表面压力。不久的将来，我们或许就能知道这颗行星是否适合生命居住了！

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这里还有更多好玩的连结，千万别错过！

NASA影片《发现行星宝藏》（已由台北天文馆加注中文字幕）https://youtu.be/jIVXK-9nB7g

系外行星地表环境360度VR模拟https://youtu.be/o2MgG6KhO1E

一探系外行星（Eyes on Exoplanets）桌机版http://eyes.nasa.gov/eyes-on-exoplanets.html

立体TRAPPIST-1系统手机版https://exoplanets.nasa.gov/newworldsatlas/1969/

参考资料

《自然》期刊论文全文http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7642/pdf/nature21360.pdf

航空美国航天国家技术监督局新闻稿https://www.nasa.gov/press-release/nasa-telescope-reveals-largest-batch-of-earth-size-habitable-zone-planets-around/

ESO新闻稿https://www.eso.org/public/unitedkingdom/news/eso1706/

TRAPPIST-1系统相关资料http://www.trappist.one/ #

2017.02.23, 胡佳伶

原文：http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1643    

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