TRAPPIST-1七行星的卫星可能吗？
与太阳系内行星相比，TRAPPIST-1行星系统的相对大小、密度和亮度。图片来源：NASA/JPL-Caltech
在40光年之外，有七颗地球大小的行星围绕着一颗昏暗的红矮星运转，这是迄今为止发现的最密集的行星系统之一。自2017年以来，TRAPPIST-1系统一直吸引着天文学家们的目光，其中三颗行星位于可能存在液态水的宜居带内。但一直有一个挥之不去的问题：这些行星中是否会有卫星存在。
Shubham Dey和Sean Raymond在arXiv 预印服务器上发表的新研究表明，答案是肯定的，不过这些卫星需要靠近其宿主行星，且体积不能过大。
该团队进行了数千次计算机模拟，测试理论上的卫星在每个TRAPPIST-1行星周围的运行情况。他们首先在每个行星周围的圆形轨道上放置了100个虚拟卫星，并将它们与洛希极限（即卫星会被潮汐力撕裂的极限）保持一定距离。
首先，他们分别对每颗行星进行了测试。结果显示，卫星在从洛希极限延伸到大约半希尔半径的区域内能够保持稳定，这与理论预测相符。但TRAPPIST-1的七颗行星并非孤立存在。它们像引力发条装置一样，在共振链中绕轨道运行，彼此间不断相互牵引。
当模拟中包含邻近行星时，情况发生了变化。伴星的引力干扰使稳定区向内收缩，尤其是对最内侧的行星TRAPPIST-1 b和位于宜居带的行星TRAPPIST-1 e。当所有七颗行星都存在时，每个行星的外部稳定边界收缩到大约为希尔半径的40％-45％。
虽然收缩并不剧烈，单个邻近行星自身产生的引力效应微弱，但整个系统的综合引力作用会产生共振挤压。不过，如果卫星距离其主行星足够近，它们仍有足够的空间生存。
研究人员计算得出，潮汐力会导致较大的卫星在数十亿年的时间里逐渐向内螺旋运动并撞向其行星。在TRAPPIST-1的整个生命周期中，只有质量小于地球质量约千万分之一的卫星才能在这些力的作用下存活下来，而外行星可能拥有质量略大的卫星。
此类卫星是否真的存在完全是另一个问题。目前的探测技术尚无法发现它们。但研究证实，TRAPPIST-1紧凑且共振的结构并不排除卫星的存在；只是要求卫星体积较小且距离行星较近。
相关知识
TRAPPIST-1是一颗超冷红矮星【c】，已知拥有七颗行星。它位于宝瓶座，距离地球约40。66光年，表面温度约为2，566 K（2，290°C；4，160°F）。其半径略大于木星，质量约为太阳的9％。据估计，该恒星的年龄为76亿年，比太阳系还要古老。该恒星的发现于2000年首次发表。
2016年，智利拉西拉天文台的TRAPPIST-South（凌星行星和小行星小型望远镜项目）及其他望远镜的观测发现了两颗绕TRAPPIST-1运行的类地行星。2017年，对原始观测数据的进一步分析又确定了另外五颗类地行星。这七颗行星以圆形轨道绕恒星运行，周期在1。5天至19天之间。它们很可能都已被TRAPPIST-1潮汐锁定，据信每颗行星的一面永远是白天，另一面则是永远的夜晚。它们的质量与地球相当，且都位于同一平面；从地球上看，它们会从恒星前方经过。这种位置使得这些行星能够被探测到：当它们从恒星前方经过时，恒星的视星等会变暗。
BY：phys-Mark Thompson，
FY：Astronomical volunteer team
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排版：零度星系
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://phys.org/news/2026-01-trappist-worlds-host-moons.html#goog_rewarded
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