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20.5光年外的超級地球,一年只有32天,發現者:100%存在生命

2024-07-21科學

「超級地球」是科學家用來描述一種特定類別行星的術語,我們可以將其簡單地理解為,這類行星屬於巖石行星,其質素明顯大於地球,但又小於像海王星這樣的冰巨星。觀測數據表明,超級地球在宇宙中並不罕見,在已確認的5000多顆系外行星中,超級地球的數量就占據了30%左右。

那麽,在這麽多的超級地球之中,會不會有存在生命的星球呢?其實我們並不能排除這一可能,實際上,在過去的日子裏,科學家已經發現了多顆有可能存在生命的超級地球,而「格利澤 581g」(Gliese 581g)就是其中之一,其發現者甚至還聲稱,這顆星球100%存在生命。下面我們就了解一下這具體是怎麽回事。

「格利澤 581g」是一顆20.5光年外的超級地球,其質素約為地球的3.1至4.3倍,半徑約為地球的1.2至1.4倍,它圍繞著一顆名為「格利澤 581」的恒星公轉,公轉周期約為32個地球日,也就是說,以我們地球人的時間觀念來講,「格利澤 581g」上的一年只有32天。

「格利澤 581」是一顆比太陽小得多的紅矮星,在天空中位於天秤座方向,距離我們大約20.5光年,其質素約為太陽的29.5%,半徑約為太陽的30%,表面溫度約為3500K,這顆恒星擁有6顆行星,其中「格利澤 581g」是最後發現的行星。

(↑地球和「格利澤 581g」的大致比例)

「格利澤 581g」最早發現於2010年,作為這顆行星的發現者之一,加州大學聖塔克魯茲分校的天體物理學家史蒂文·沃格特(Steven S. Vogt)在接受記者采訪時表示:「考慮到生命會在任何可能的地方蓬勃發展,我個人的感覺是,這顆星球上存在生命的可能性是100%。」

盡管這樣的說法只是出自於沃格特的「個人感覺」而不是科學結論,但不可否認的是,「格利澤 581g」確實是有很大的概率存在生命,其中一個重要的原因就是,這顆超級地球執行在其主恒星的宜居帶之中。

簡單來講,以我們對生命的認知來看,液態水是生命必不可少的物質基礎,而所謂的宜居帶,就是指恒星周圍的一個特定的距離範圍,在此範圍內執行的行星,從主恒星那裏接收到的能量既不太多,也不太少,其表面溫度可以維持液態水廣泛地存在。

觀測數據表明,「格利澤 581g」與「格利澤 581」的平均距離約為0.13個天文單位,由於「格利澤 581」比太陽黯淡得多,因此這樣的距離正好處於其宜居帶之中,而根據科學家的計算,「格利澤 581g」所在的區域,還位於其主恒星宜居帶的中心地帶,這無疑進一步提升了那裏存在生命的可能。

(↑「格利澤 581」的宜居帶與太陽系的對比,可以看到,「格利澤 581g」甚至比地球還要靠近宜居帶的中心地帶)

美中不足的是,由於距離主恒星太近,「格利澤 581g」很可能已被潮汐釘選,這也就意味著,它有一面將一直面對著主恒星,另一面則始終處於黑暗之中。

假如真是這樣的話,「格利澤 581g」的「向陽面」的溫度就會很高,「背陽面」的情況則正好相反,在這種情況下,很可能只有在「向陽面」和「背陽面」交界的區域,才會存在適合生命的溫度。

考慮到「格利澤 581g」是一顆超級地球,其重力比地球更大,它的大氣層就很可能比地球更厚,大氣環流也更強勁,所以一個合理的推測就是,在大氣環流的帶動下,其「向陽面」的熱量將會更多地進入到「背陽面」,如此一來,這顆星球表面適合生命生存的區域就還會更大一些。

除此之外,我們也不能排除另一種可能:如果「格利澤 581g」公轉軌域的離心率比較大,那它就可能以一種「3:2共振模式」圍繞著主恒星公轉,簡單來講就是,它每自轉3圈,就剛好圍繞著主恒星公轉兩圈,就好像我們太陽系中的水星一樣,在這種情況下,這顆超級地球就不會存在永久的「向陽面」和「背陽面」,也就更加適合生命生存。

(↑「3:2共振模式」的簡化模型)

值得一提的是,雖然從數碼上來看,20.5光年似乎不咋樣,但對於我們人類而言,這其實是非常遙遠的距離,以至於我們只能透過極為有限的觀測數據來對「格利澤 581g」進行理論上的推測,而實際情況是否真是如此,目前還沒有確定的答案。當然了,這樣的情況應該只是暫時的,或許我們可以樂觀地認為,隨著人類科技的不斷進步,在不太遙遠的未來,科學家們就可以揭開這個謎團。#圖文夏日征集令#