2017年,一个让全世界天文学家心潮澎湃的消息传来:在距离我们40光年的地方,发现了一个前所未有的恒星系统——Trapist-1。它不同于我们熟悉的太阳系,却同时拥有7颗类地行星,而且部分行星正好落在所谓的“宜居带”里。一时间,全球都在热议:这里会不会存在另一种生命?然而,詹姆斯·韦伯空间望远镜传回的数据,却让科学家们陷入更复杂的思考:也许,这片星空比我们想象的还要神秘,也更残酷。

TRAPPIST-1是一颗体积与质量都远小于太阳的红矮星——它的质量只有太阳的约十分之一,但即便如此,这颗恒星的周围却紧紧地抓着七颗类地行星。整齐地排在它的周围。不同于地球与太阳之间1.5亿公里的距离,Trapist-1行星的轨道都很靠近恒星,最里面的行星与恒星之间的距离只有百万公里。这种紧凑排列引发了科学家们的疑问:它们究竟是如何在一轮混乱的星云中形成的,关于 TRAPPIST-1系统的诞生,目前存在几种主流假说。其中一种观点认为:它周围的星子盘金属含量极高,一次性孕育出了多个行星。另一种观点则认为:行星可能并非完全同时形成,而是在不同时间、不同处所逐渐形成并迁移到靠近恒星的轨道上。气体盘的阻力、行星之间的引力相互作用,会促成它们向恒星内侧迁徙,最终“塞”进紧凑的轨道带中。但如果只是这样,七颗行星很可能会相互撞击,甚至有的会被甩出系统之外。Trapist-1系统却出现了一个极为巧妙的机制——轨道共振。简单来说,就是它们在宇宙的舞台上,像舞者一样踩着节拍,保持和谐的距离。正因如此,这七颗星球才能在数十亿年的时间里井然有序地存在,而不会互相碰撞、吞噬。

TRAPPIST-1之所以吸引全球天文学家的目光,根本原因在于它的“母亲”——那颗红矮星。与我们的太阳相比,这类恒星有着鲜明的双重性格:一方面温柔,另一方面却暗藏危险。温柔之处在于它们的长寿。红矮星燃烧氢元素的速度极其缓慢,寿命可以长达数千亿年,这意味着,如果生命在环绕它的行星上萌芽,它将拥有远比地球文明更漫长的发展时间。对于科学家来说,这无疑是一种诱人的可能:时间,是生命演化最重要的“资源”。然而,红矮星的小巧与暴躁,却让它们显得危险。红矮星体积不大,亮度微弱,但它们常常“耍脾气”——频繁爆发耀斑,向周围释放猛烈的高能粒子流,同时伴随着强烈的X射线和紫外线。这些辐射如同无形的风暴,会不断冲刷行星的大气层,将水分子一步步分解、吹散。科学家推测,TRAPPIST-1系统中最靠近恒星的几颗行星,可能早已被剥夺了原始大气。即便后来火山活动重新释放出所谓的“次级大气”,也很难在持续的轰击下长久保存。

最终的命运,或许会和金星极为相似:厚重的二氧化碳大气将热量牢牢锁住,引发失控的温室效应,把行星表面烤成炽热的荒漠。但即便如此,科学家仍然没有放弃希望。系统中距离恒星稍远的d、e、f三颗行星,受到的辐射相对温和一些,因此更有机会保留部分大气和液态水。其中尤以d行星最为引人注目:它恰好位于所谓的“宜居带”——理论上允许液态水稳定存在的区域;同时,它的大小和密度都与地球接近,几乎像是“地球的姊妹”。因此,它曾一度被视为最有希望成为“新地球”的候选者。问题在于,这一切都只是推测。要揭开真相,必须有更直接的证据。于是,2024年,人类最强大的深空眼睛——詹姆斯·韦伯太空望远镜——被赋予了重任。科学家们精心策划了两次Trapist-1d凌日观测任务,希望借助韦伯的红外光谱能力,捕捉到行星穿过母星前方时,星光穿透大气后留下的“化学指纹”。这是一次高难度的“宇宙侦查”。每当Trapist-1d从母星前方经过,光线会穿过它的大气层,(如果有的话),不同气体会吸收特定波长的红外光,韦伯望远镜便能在数据中捕捉到这些微妙的变化。科学家们期待能看到水蒸气、二氧化碳、甲烷等分子的光谱特征,那将是大气存在、环境宜居的关键证据。

可是,理想的画面并没有出现。韦伯望远镜传回的两组观测数据,让整个天文学界陷入沉默:光谱中没有出现任何大气分子的痕迹。不是没有水蒸气,也不是没有二氧化碳,而是:根本没有明显的大气层。这意味着什么呢?没有大气,就无法调节温度。昼夜温差将达到数百度,白天被恒星炙烤成炼狱,夜晚却冷得像冰窟。没有大气,就没有屏障抵御恒星的高能辐射,任何生命的萌芽都会在第一时间被无情摧毁。虽然韦伯的观测结果让人失望,但科学家并没有轻易下结论。rapist-1系统的独特之处,在于它的主星寿命极其漫长。红矮星的燃烧速度极慢,哪怕再过几千亿年,它依然会温柔地发光发热。相比之下,太阳最多还能再撑40亿年,但地球适宜人类生存的时间只剩下约10亿年。这意味着,Trapist-1系统为生命提供了“慢火炖汤”般的悠长时光。也许,地球的生命窗口只是宇宙的一瞬,而红矮星系统才是生命真正的温床。即使现在没有大气,没有生命,但在未来数千亿年里,谁能保证不会出现一场全新的“外星演化”?更重要的是,像Trapist-1这样的红矮星,在银河系里占据了恒星总数的70%。也就是说,绝大多数的星球家园,都是围绕着红矮星旋转的。相对于太阳这类短暂的“大明星”,红矮星的低调、稳定和长寿,反而为生命的诞生和演化提供了最坚实的保障。