當前位置: 華文世界 > 科學

30公斤變90公斤,新發現的超級地球,相當於地球質素的三倍

2024-08-11科學

地球的規模有限,然而人類的數量卻將持續增長。

終有一日,人類於地球之上會遭遇嚴峻的生存困境,諸如能源耗盡、環境惡變以及人口稠密等,此皆為未來定然要面對的難題。我們無能力對地球予以重新塑造,故而未來必定會離開這一孕育人類的搖籃,前往新的棲息之地。

宇宙廣袤無垠,地球僅是其中極為普通的一顆星球,尋覓一個與地球相仿且適宜生命棲息的行星,貌似並非難事。近期,科學家再度發現了一顆與地球高度相近的星球——K2 - 415b 。

K2 - 415b 距我們 72 光年,其於 2017 年便現身於現已停用的開普勒太空望遠鏡的數據裏,而後開普勒太空望遠鏡的繼任者「苔絲」望遠鏡對其存在予以了更進一步的確認。

K2 - 415b 乃是開普勒太空望遠鏡執行期間所發現的與地球最為相似的行星。該行星不僅具備大氣層,其半徑約為地球的 1.015 倍,近乎達到理想的地球比例狀態。

自上世紀八十年代起至當下,人類已探尋到逾五千顆系外行星。此發現一方面有助於人類洞悉宇宙的演進,另一方面可為人類未來的遷徙找尋適宜的落腳處。然而,其中多數行星的狀況欠佳,它們通常極為龐大,屬如木星般的氣態行星,僅有少量為與地球類似的巖石星球,但其體積亦遠超地球。

K2 - 145b 這類與地球大小近乎等同的行星,當前僅此一例,這在一定程度上與人類觀測技術尚不完善有關。

行星本身無法發光,唯有恒星之光投射於其,行星方可反射出些許微弱光亮。然而,以人類的觀測視角來看,行星反射的光會被恒星之光掩蓋,故而發現系外行星並非易事。

當下,科學家運用最為頻繁且成效顯著的一種觀測手段為淩日法。當某顆行星執行至其母恒星與地球之間時,該行星會遮擋部份母恒星發出的光,從地球的視角來看,恒星的亮度貌似有所減弱。倘若持續進行觀測,且這種亮度的變化呈現出周期性規律,那麽則表明在該恒星的周邊很可能存在一顆環繞其執行的行星。

淩日法具有簡便的優勢,且可借由光變曲線測定目標行星的大小,然而其亦存在顯著局限性,僅當行星軌域與地球觀測點對齊時方可發揮作用,並且倘若行星過小,致使其對恒星造成的光變過於微弱,我們則難以進行觀測。

TESS 探測器透過淩日法,對太陽周邊 200000 顆最為明亮的恒星予以掃描剖析,迄今已發覺 6100 余顆候選系外行星,經與其他搜尋方式相互校驗後,業已確認 3000 顆系外行星,而 K2 - 415b 乃是 K2 任務從 M 矮星 K2 - 415 的光變曲線裏辨識出的。

確定 K2 - 415b 的大小後,研究人員著手剖析其質素,依據母恒星受 K2 - 415b 重力作用的擺動振幅,最終判定該行星質素為地球的三倍。此行星與地球大小近乎一致,這表明在 K2 - 415b 上所承受的重力約為地球的三倍。

倘若我們棲居於 K2 - 415b,我們的行動能力會受到極大限制。太空人身著重 30 公斤的宇航服登陸時,其重量會變為 90 公斤,此重量對於人類這一中型哺乳動物極具危險性,會使內臟與骨骼承受更高的負荷及壓力。若該星球存有動植物,它們的體型必然會比地球上的同類小眾多。

淩日周期表明 K2 - 415b 的公轉周期僅為四天,此意味著它與恒星的距離極為接近。K2 - 415b 所圍繞的恒星為 M 型紅矮星,其質素僅為太陽的 16%,故而該恒星表面溫度遠低於太陽。從軌域角度而言,K2 - 415b 甚至位於宜居帶的邊緣。

太陽系中存在這樣一顆行星:金星,其具有大氣層,位於宜居帶內,且與太陽距離較近。

然而,顯而易見的是,金星不適宜地球生物居住,其溫度達 475℃,甚至比距離太陽更近的水星還要炎熱,此般溫度能夠讓鉛熔化。

通常認為,水星理應是太陽系中最熱的行星,然而金星擁有由二氧化碳構成的濃密大氣層。二氧化碳作為溫室氣體,會吸收地面的長波輻射,並釋放出更長的長波輻射,致使地面溫度上升,且大氣層本身具有保溫功效,從而形成了金星現有的狀況。

倘若 K2 - 415b 的狀況與金星相仿,那麽其很可能同金星一樣,為一個熔巖之界。

宇宙中存在諸多與地球類似的行星,其中部份行星的生存條件或許優於地球。我們所遭遇的首要難題並非難以覓得適宜的星球,而是航天器的行進速度過於遲緩。

這致使難以向目標星球發射探測器以展開詳盡的實地勘察,明確星球的實際狀況,即便日後尋得適宜的星球,我們亦難以逾越動輒數十或數百光年的間距。