TRAPPIST-1：系外行星又有新发现

郑永春（美国天文学会卡尔·萨根奖获得者、中国科学院国家天文台行星科学家）

TRAPPIST-1：系外行星又有新发现

郑永春（美国天文学会卡尔·萨根奖获得者、中国科学院国家天文台行星科学家）

2017年2月22日，新年伊始，美国国家航空航天局就召开发布会，爆出重大新闻：一个国际天文研究小组借助斯皮策太空望远镜及地面观测，发现了7颗围绕矮星TRAPPIST-1运转的行星，其中3颗已确定位于宜居带，可能含有液态水。这一酷似太阳系的行星系统堪称迄今寻找外星生命的最佳地点。

其实，早在1855年就有天文学家宣称发现了系外行星，但直到20世纪90年代，人们对行星的认识还仅局限在太阳系内。1992年，人类才首次发现有质量与地球相近的天体环绕着脉冲星PSR B1257+12。1995年，天文学家用视向速度法发现了围绕主序恒星的第一颗系外行星51 Peg b。搜寻系外行星迅速成为当今科学研究的前沿热点。特别是近几年，系外行星观测取得了重要进展。迄今为止，已发现并确认了超过3 500颗系外行星。

此前发现的系外行星大多在一颗恒星周围发现1～2颗行星，而且主要是体积较大的类木行星。这次在一颗恒星周围发现了多达7颗类似地球大小的行星，实属罕见。TRAPPIST-1行星系统的发现，真是应了“一根藤上七个瓜”的那首歌，也许可以戏称它们为“葫芦娃”行星系统。由于太阳系位于宜居带的行星只有地球和火星，而在这个行星系统中至少有3颗行星位于宜居带，说明太阳系外的宜居行星可能比之前预计的多。这一发现增加了寻找外星生命的机会。

TRAPPIST-1周围位于宜居带的3颗行星是否适合生命生存还需要进一步研究，因为其主星不是像太阳一样的恒星，而是一颗矮星。一般认为，这类恒星的辐射较强，其宜居带又靠近主星，并不适合生命繁衍。

与哈勃太空望远镜主要用来拍摄星空图片不同，开普勒望远镜是世界上第一颗探测系外行星的太空望远镜，通过观测行星穿越恒星的“凌日”现象搜寻系外行星。由于控制望远镜指向的反应轮故障，开普勒望远镜已于2013年8月19日宣布终止寻找系外行星的任务。按目前通行的视向速度方法或凌星法等探测技术，寻找类太阳恒星周围的宜居行星还非常困难，既要有非常高的测光精度，又要长时间连续观测。

中国在系外行星研究方面也有进展。2016年中国利用南极一个50厘米望远镜（AST3）首次批量发现了系外行星候选体。正在建设中的西藏阿里天文台也将于今年夏天初步建成一个中小望远镜阵列，相信很快可以在国际系外行星搜寻的竞争中取得一席之地。作为我国重大科技基础设施之一的郭守敬望远镜（LAMOST）采用独特的创新设计，能在大视场中同时观测数千天体的光谱，是目前世界上光谱获取能力最高的望远镜。近年来，LAMOST在开普勒望远镜的观测天区内得到了数万条光谱，其中包括数百个行星的宿主恒星。中国天文学家利用这些数据揭开了太阳系外行星轨道偏心率的谜底。

2016年8月，科学家在离地球最近的太阳系外恒星——比邻星周围发现了一颗行星比邻星b，这一发现为造访半人马座阿尔法星系统的“突破摄星”计划找到了更加精准的目的地。《世界科学》选自Nature的报道“突破摄星计划：走出太阳系”披露了其中的一些细节，涉及航天器、发射、星际飞行以及通信等方面的挑战，抵达比邻星b的任务将逐步分解并开始实施，这个看似“狂热”的计划已经初具雏形。对未知世界的探索总是处在人类创新的前沿，发现系外行星将是人类向外太空进军的一个起点，未来值得我们期待。