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发现一颗超级地球!它的30%都是水,仅100光年远,可能存在生命

2024-11-04科学

【综述】

人类进步的动力当中,对世界的好奇心算一个。在对自己的家园进行了大量探索之后,人类也把目光转向了浩瀚的星空。

研究这浩瀚星海的时候,有个特别让人好奇的问题,那就是宇宙里有没有别的生命呢。为了搞清楚这个事儿,科学家就把注意力放到了一种特殊的星球上,这种星球就是超级地球!

【再次发现超级地球】

银河系大得没边没沿儿,里面有老多恒星了,每颗恒星可能都有自己的行星系统围着转呢。在这些恒星当中,有一种被科学家叫做「超级地球」的行星。这种行星比咱们地球大点儿,不过呢,比又冷又大的天王星和海王星小。这些行星是由岩石和气体组成的,质量最大能达到地球的10倍。

超级地球在宇宙里挺常见的,可在咱们太阳系里却一个都没有。这可把科学家们激动坏了,他们特别想知道这些行星是咋形成的、有啥特殊的地方,甚至想知道这些行星上有没有可能存在生命。

科学家们用一种叫「凌日法」的技术来找这些超级地球。这个方法就是靠观测恒星亮度的变化,从中寻找行星的踪迹。

简单来说呢,如果有行星处在我们和要观测的恒星中间,那肯定会对我们的观测产生影响,在数据上就表现为亮度的改变。这种情况叫做凌日,借助这种方式,我们就能知道行星的大小、轨道周期还有它和恒星的距离了。

2022年的时候,美国宇航局有颗苔丝卫星(TESS),它在观测一颗离地球差不多100光年远的红矮星时,发现了一个凌日信号。

这颗叫LP 890 - 9的是红矮星,它是颗特别冷的恒星呢,表面温度就3000摄氏度,只有太阳表面温度的一半。在大小和质量上,它也比太阳小好多。

苔丝卫星的数据表明,有个凌日信号是一颗行星造成的。这颗行星比地球大30%,轨道周期就2.7天,离恒星仅600万公里,这距离相当于地球到太阳距离的二十五分之一呢。这颗行星叫LP 890 - 9b,是超级地球。

比利时列日大学的科学家们为了确认这个发现,同时寻找更多行星,用上了他们自己的望远镜SPECULOOS(这望远镜是用来寻找遮蔽超冷恒星的宜居行星的)。

有四台望远镜,它们被分别安装在智利的欧洲南方天文台和西班牙的特内里费岛上。这些望远镜有个特点,就是相机特别敏感,能够在近红外波段观测那些特别冷的恒星,就像LP 890 - 9这样的恒星。

SPECULOOS的观测结果,不但证实了苔丝卫星的发现,而且还发现了另外一颗行星呢。这颗行星的轨道周期是8.5天,它距离恒星仅有1400万公里,这距离差不多是地球到太阳距离的十分之一。

有一颗行星,它叫LP 890 - 9c,这也是颗超级地球呢。它的半径比地球要大40%,质量是地球的5倍,表面温度差不多是300摄氏度。

这两颗行星被发现后,科学家对LP 890 - 9系统的研究更深了,而且这也为找类似行星提供了新线索。探索这个区域,能让我们有机会揭开更多宇宙奥秘。

【上面有生命吗?】

我们老是会去想象,要是能找到另一个可能有生命存在的星球,那这个星球得像地球似的,有蔚蓝的颜色,气候暖和,海洋清澈,还到处都是各种各样茂盛的生命。

可是,生命真的就只存在于这样的环境里吗?又或者说,生命能不能适应各种各样、甚至超乎我们想象的环境呢?

这是科学家们一直想弄明白的问题之一。他们通常觉得水是生命不可或缺的条件,毕竟水能够充当生命的媒介,给予化学反应和物质传输所需要的环境。于是,他们寻找的重点就是那些可能有液态水存在的星球,也就是位于「宜居区」内的星球。

宜居区呢,就跟地球在太阳系里的位置似的,得和恒星的距离正合适,这样星球表面才会有温度合适的水。

要是有个星球离恒星特别近的话,水就会被蒸发掉或者分解掉,然后形成一层厚厚的水蒸气大气层,这样就会出现很厉害的温室效应,把星球变得酷热无比,金星就是这样的。

要是一个星球离恒星特别远的话,水就会结成冰,形成冰冷的沙漠,火星就是这样的。

地球很幸运,它处在太阳的宜居区,大气压和温度都合适,这样水就能在三种状态间循环转变,就有了我们知道的水循环。

这种水循环对地球的气候和生命来说特别重要,它能调节温度、清洗养分、稀释污染,还营造了多种多样的生态系统。

要判断LP 890 - 9c上有没有水,还有它能不能支持生命,得考虑一堆因素。首先呢,咱们来它的恒星LP 890 - 9。

跟太阳比起来,它更轻也更小,所以能给到的光照和温暖也比较少。这就使得宜居区要离这颗恒星更近,LP 890 - 9c能在距离恒星仅1400万公里的地方维持可能存在液态水的温度,就是这个原因。

不过,红矮星也有一些不好的特性,像它们活动性很强,耀斑和恒星风经常出现。这些情况会释放出很多高能粒子和辐射,对周边行星的大气和表面产生破坏。

要是行星没有足够强的磁场,也没有厚实的大气层来挡住这些影响,那它也许就会慢慢没了水和其他容易挥发的物质,变得又干又贫瘠,就不适合生命存活了。

所以,虽说LP 890 - 9c处在可能宜居的区域,可它所在的恒星类型和恒星的活动性,对这个行星有没有液态水、能不能支持生命,影响很大。

LP 890 - 9c上有没有水,能不能孕育生命呢?科学家得进行更多的观测和研究才能深入探究这个事儿。

LP 890 - 9c的轨道周期是8.5天,和地球一年365天比起来,那可太短了。这种轨道周期会给行星的气候和生命带来啥影响呢?

有一种可能的情况,行星自转和公转速度不同步的时候,就可能出现潮汐锁定这种现象。这意味着行星有一个面会一直朝着恒星,这样就有了永远是白天和永远是黑夜的情况。

要是行星被潮汐锁定了,那它的气候就会有特别极端的温差。白天那面可能热得很不正常,晚上那面又冷得不像话,只有处在这两面中间的区域才有可能有合适的温度条件。

这种极大的温差会让大气和水一直循环,把热量和水汽从白天那面传送到黑夜那面,这样就会形成很强烈的风暴和云层。

这些风暴和云层,它们对行星上生命的影响有积极的,也有消极的,这得看风暴和云层的强度、分布还有持续时间啥的。这些极端的气候条件呢,对生命进化和生存环境或许有着重要影响,科学家们正在努力研究这些可能出现的后果呢。

大气层能起保护作用,拦住恒星的辐射和粒子,调节温压,让水循环得以维持,还能传输生命需要的元素与分子。

地质活动能给行星增添活力呢。像板块运动、火山喷发、地震还有地热作用这些,会改变行星的表壳和内部,营造出各种各样的环境,把水和其他物质释放出来,对大气的构成和演变产生影响。

现在咱们还不知道LP 890 - 9c有没有大气,大气成分是啥也不清楚。要是有大气的话,它也许能成为一个暖和的水世界,有大片海洋,气候湿润,就跟地球早期的情况差不多。

要是没有大气,或者大气特别稀薄的话,那它说不定就是个干燥的沙漠,液态水很少,就跟火星或者金星似的。

要是大气特别浓厚,水蒸气还很多,那就可能出现炎热的温室效应,水会被困在高压的蒸汽层里,就跟金星现在的情况差不多。

【结语】

这次发现给科学家们开了一扇窗,通过这扇窗,我们也许能更深地理解宇宙的奥秘,也更激起了我们对其他星球存在生命的热切期待。