作者:莱斯大学的杰德·博伊德
一幅插图展示了从trappest-1f行星附近的有利位置观察trappest-1系统的样子(右)
信用:美国宇航局/JPL-加州理工学院 七颗地球大小的行星以近乎完美的和谐绕着恒星trappest-1运行
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欧洲研究人员利用这种和谐来确定行星在婴儿期能承受多少物理虐待
法国波尔多大学的天体物理学家肖恩·雷蒙德说:“岩石行星形成后，会有东西撞击它们。”
“这被称为轰击，或晚期增生，我们关心它，部分是因为这些撞击可能是水和挥发性元素的重要来源，而这些元素会孕育生命
" 在《自然天文学》今天在线发表的一项研究中，雷蒙德和来自莱斯大学的NASA资助的CLEVER Planets项目以及其他七个机构的同事使用了trapist-1行星形成的轰击阶段的计算机模型，来探索它的行星在不被打破和谐的情况下能够承受的冲击
雷蒙德说，在我们的太阳系中，破译行星的撞击历史是困难的，在几光年之外的系统中，这似乎是一项无望的任务
雷蒙德说:“在地球上，我们可以测量某些类型的元素，并将其与陨石进行比较。”
“这就是我们要做的，试图弄清楚在地球大部分形成后，有多少物质撞击了地球
" 但是这些工具并不存在，无法用来研究系外行星上的轰击
“我们永远也不会从他们那里得到石头，”他说
“我们永远不会在它们身上看到陨石坑
那么我们能做些什么呢？这就是trappest-1的特殊轨道结构
这是一种杠杆，我们可以用它来限制它
" 距离我们大约40光年，比我们的太阳小得多，也冷得多
它的行星是按照距离恒星的距离从b到h的字母顺序命名的
完成绕恒星一周的轨道所需的时间——相当于地球上的一年——是1
b星球5天，h星球19天
值得注意的是，它们的轨道周期形成了近乎完美的比率，这种共振排列让人想起和谐的音符
例如，在行星b上每八个“年”，就有五个在行星c上通过，三个在行星d上通过，两个在行星e上通过，以此类推
雷蒙德说:“我们不能确切地说有多少东西撞上了这些行星，但由于这种特殊的共振配置，我们可以给它设定一个上限。”
“我们可以说，‘不可能超过这个
事实证明，这个上限其实很小
他说:“我们发现，在这些行星形成之后，它们没有受到超过非常少量的物质的轰击。”
“那挺酷的
当我们思考系统中行星的其他方面时，这是一个有趣的信息
" 行星生长在新形成的恒星周围由气体和尘埃组成的原行星盘中
这些圆盘只能持续几百万年，雷蒙德说，先前的研究表明，当年轻的行星在圆盘消失之前向它们的恒星迁移时，就会形成像trapist-1这样的行星共振链
计算机模型显示圆盘可以引导行星共振
雷蒙德说，人们认为像trapist-1这样的共振链必须在它们的圆盘消失之前被设置好
莱斯研究的合著者、天体物理学家、CLEVER Planets博士后安德烈·伊齐多罗说，结果是trapist-1的行星形成得很快，大约是地球形成时间的十分之一
这项研究的合著者、莱斯大学地球系统科学莫里斯·尤因教授拉杰深·达斯古普塔领导的“聪明的行星”正在探索行星可能获得支持生命所必需的元素的方式
在之前的研究中，达斯古普塔和他在CLEVER Planets的同事已经表明，地球的挥发性元素中有很大一部分来自于形成月球的撞击
达斯古普塔说:“如果一颗行星形成得很早，而且它太小了，就像月球或火星的质量一样，它就不能从圆盘中吸积大量气体。”
“这样的星球也很少有机会通过后期轰炸获得生命必需的挥发性元素
" 伊齐多罗说，地球的情况就是如此，它相对较晚获得了大部分质量，包括大约1%来自月球形成碰撞后的撞击
他说:“我们知道，在气体(原行星盘中的气体)消失后，地球至少发生了一次巨大的撞击。”
“那是月球形成事件
“对于trapist-1系统，我们有这些早期形成的地球质量的行星，”他说
“因此，与地球的形成相比，一个潜在的区别是，它们从一开始就可能有一些氢大气层，而且从未经历过晚期的巨大撞击
这可能会改变地球内部的许多演化，包括除气、挥发损失和其他对可居住性有影响的因素
" 雷蒙德说，本周的研究不仅对其他共振行星系统的研究有影响，而且对更常见的系外行星系统也有影响，这些系统被认为是从共振系统开始的
雷蒙德说:“超级地球和次海王星在其他恒星周围非常丰富，主要观点是它们在那个气盘阶段向内迁移，然后可能有一个碰撞的后期阶段。”
“但在早期，它们向内迁移的阶段，我们认为它们几乎——可能是普遍的——有一个阶段，它们是共振链结构，比如trapist-1
他们只是没能活下来
他们后来变得不稳定
" 伊齐多罗说，这项研究的主要贡献之一可能来自几年后，在美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜、欧洲南方天文台的超大望远镜和其他仪器允许天文学家直接观察系外行星大气之后
“我们今天对这些行星的组成有一些限制，比如它们能有多少水，”伊齐多罗在谈到以共振、迁移阶段形成的行星时说
“但是我们有非常大的误差线
" 在未来，观测将更好地约束系外行星的内部组成，了解共振行星的后期轰击历史可能非常有用
他说:“例如，如果其中一颗行星有大量的水，比如说20%的质量分数，那么这些水一定是在早期，也就是在气相的时候，被结合到行星中的。”
“所以你必须了解什么样的过程会把这些水带到这个星球
" 其他研究的共同作者包括日内瓦大学的Emeline Bolmont和Martin Turbet，苏黎世大学的Caroline Dorn，波尔多大学的Franck Selsis，华盛顿大学的Eric Agol，圣
安德鲁斯，德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的拉德米拉·卡隆，列日大学的迈克尔·吉伦和伯尔尼大学的西蒙·格林
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