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發現一顆超級地球!它的30%都是水,僅100光年遠,可能存在生命

2024-11-04科學

【綜述】

人類進步的動力當中,對世界的好奇心算一個。在對自己的家園進行了大量探索之後,人類也把目光轉向了浩瀚的星空。

研究這浩瀚星海的時候,有個特別讓人好奇的問題,那就是宇宙裏有沒有別的生命呢。為了搞清楚這個事兒,科學家就把註意力放到了一種特殊的星球上,這種星球就是超級地球!

【再次發現超級地球】

銀河系大得沒邊沒沿兒,裏面有老多恒星了,每顆恒星可能都有自己的行星系統圍著轉呢。在這些恒星當中,有一種被科學家叫做「超級地球」的行星。這種行星比咱們地球大點兒,不過呢,比又冷又大的天王星和海王星小。這些行星是由巖石和氣體組成的,質素最大能達到地球的10倍。

超級地球在宇宙裏挺常見的,可在咱們太陽系裏卻一個都沒有。這可把科學家們激動壞了,他們特別想知道這些行星是咋形成的、有啥特殊的地方,甚至想知道這些行星上有沒有可能存在生命。

科學家們用一種叫「淩日法」的技術來找這些超級地球。這個方法就是靠觀測恒星亮度的變化,從中尋找行星的蹤跡。

簡單來說呢,如果有行星處在我們和要觀測的恒星中間,那肯定會對我們的觀測產生影響,在數據上就表現為亮度的改變。這種情況叫做淩日,借助這種方式,我們就能知道行星的大小、軌域周期還有它和恒星的距離了。

2022年的時候,美國太空總署有顆苔絲衛星(TESS),它在觀測一顆離地球差不多100光年遠的紅矮星時,發現了一個淩日訊號。

這顆叫LP 890 - 9的是紅矮星,它是顆特別冷的恒星呢,表面溫度就3000攝氏度,只有太陽表面溫度的一半。在大小和質素上,它也比太陽小好多。

苔絲衛星的數據表明,有個淩日訊號是一顆行星造成的。這顆行星比地球大30%,軌域周期就2.7天,離恒星僅600萬公裏,這距離相當於地球到太陽距離的二十五分之一呢。這顆行星叫LP 890 - 9b,是超級地球。

比利時列日大學的科學家們為了確認這個發現,同時尋找更多行星,用上了他們自己的望遠鏡SPECULOOS(這望遠鏡是用來尋找遮蔽超冷恒星的宜居行星的)。

有四台望遠鏡,它們被分別安裝在智利的歐洲南方天文台和西班牙的特內裏費島上。這些望遠鏡有個特點,就是相機特別敏感,能夠在近紅外波段觀測那些特別冷的恒星,就像LP 890 - 9這樣的恒星。

SPECULOOS的觀測結果,不但證實了苔絲衛星的發現,而且還發現了另外一顆行星呢。這顆行星的軌域周期是8.5天,它距離恒星僅有1400萬公裏,這距離差不多是地球到太陽距離的十分之一。

有一顆行星,它叫LP 890 - 9c,這也是顆超級地球呢。它的半徑比地球要大40%,質素是地球的5倍,表面溫度差不多是300攝氏度。

這兩顆行星被發現後,科學家對LP 890 - 9系統的研究更深了,而且這也為找類似行星提供了新線索。探索這個區域,能讓我們有機會揭開更多宇宙奧秘。

【上面有生命嗎?】

我們老是會去想象,要是能找到另一個可能有生命存在的星球,那這個星球得像地球似的,有蔚藍的顏色,氣候暖和,海洋清澈,還到處都是各種各樣茂盛的生命。

可是,生命真的就只存在於這樣的環境裏嗎?又或者說,生命能不能適應各種各樣、甚至超乎我們想象的環境呢?

這是科學家們一直想弄明白的問題之一。他們通常覺得水是生命不可或缺的條件,畢竟水能夠充當生命的媒介,給予化學反應和物質傳輸所需要的環境。於是,他們尋找的重點就是那些可能有液態水存在的星球,也就是位於「宜居區」內的星球。

宜居區呢,就跟地球在太陽系裏的位置似的,得和恒星的距離正合適,這樣星球表面才會有溫度合適的水。

要是有個星球離恒星特別近的話,水就會被蒸發掉或者分解掉,然後形成一層厚厚的水蒸氣大氣層,這樣就會出現很厲害的溫室效應,把星球變得酷熱無比,金星就是這樣的。

要是一個星球離恒星特別遠的話,水就會結成冰,形成冰冷的沙漠,火星就是這樣的。

地球很幸運,它處在太陽的宜居區,大氣壓和溫度都合適,這樣水就能在三種狀態間迴圈轉變,就有了我們知道的水迴圈。

這種水迴圈對地球的氣候和生命來說特別重要,它能調節溫度、清洗養分、稀釋汙染,還營造了多種多樣的生態系。

要判斷LP 890 - 9c上有沒有水,還有它能不能支持生命,得考慮一堆因素。首先呢,咱們來它的恒星LP 890 - 9。

跟太陽比起來,它更輕也更小,所以能給到的光照和溫暖也比較少。這就使得宜居區要離這顆恒星更近,LP 890 - 9c能在距離恒星僅1400萬公裏的地方維持可能存在液態水的溫度,就是這個原因。

不過,紅矮星也有一些不好的特性,像它們活動性很強,耀斑和恒星風經常出現。這些情況會釋放出很多高能粒子和輻射,對周邊行星的大氣和表面產生破壞。

要是行星沒有足夠強的磁場,也沒有厚實的大氣層來擋住這些影響,那它也許就會慢慢沒了水和其他容易揮發的物質,變得又幹又貧瘠,就不適合生命存活了。

所以,雖說LP 890 - 9c處在可能宜居的區域,可它所在的恒星類別和恒星的活動性,對這個行星有沒有液態水、能不能支持生命,影響很大。

LP 890 - 9c上有沒有水,能不能孕育生命呢?科學家得進行更多的觀測和研究才能深入探究這個事兒。

LP 890 - 9c的軌域周期是8.5天,和地球一年365天比起來,那可太短了。這種軌域周期會給行星的氣候和生命帶來啥影響呢?

有一種可能的情況,行星自轉和公轉速度不同步的時候,就可能出現潮汐釘選這種現象。這意味著行星有一個面會一直朝著恒星,這樣就有了永遠是白天和永遠是黑夜的情況。

要是行星被潮汐釘選了,那它的氣候就會有特別極端的溫差。白天那面可能熱得很不正常,晚上那面又冷得不像話,只有處在這兩面中間的區域才有可能有合適的溫度條件。

這種極大的溫差會讓大氣和水一直迴圈,把熱量和水汽從白天那面傳送到黑夜那面,這樣就會形成很強烈的風暴和雲層。

這些風暴和雲層,它們對行星上生命的影響有積極的,也有消極的,這得看風暴和雲層的強度、分布還有持續時間啥的。這些極端的氣候條件呢,對生命前進演化和生存環境或許有著重要影響,科學家們正在努力研究這些可能出現的後果呢。

大氣層能起保護作用,攔住恒星的輻射和粒子,調節溫壓,讓水迴圈得以維持,還能傳輸生命需要的元素與分子。

地質活動能給行星增添活力呢。像板塊運動、火山噴發、地震還有地熱作用這些,會改變行星的表殼和內部,營造出各種各樣的環境,把水和其他物質釋放出來,對大氣的構成和演變產生影響。

現在咱們還不知道LP 890 - 9c有沒有大氣,大氣成分是啥也不清楚。要是有大氣的話,它也許能成為一個暖和的水世界,有大片海洋,氣候濕潤,就跟地球早期的情況差不多。

要是沒有大氣,或者大氣特別稀薄的話,那它說不定就是個幹燥的沙漠,液態水很少,就跟火星或者金星似的。

要是大氣特別濃厚,水蒸氣還很多,那就可能出現炎熱的溫室效應,水會被困在高壓的蒸汽層裏,就跟金星現在的情況差不多。

【結語】

這次發現給科學家們開了一扇窗,透過這扇窗,我們也許能更深地理解宇宙的奧秘,也更激起了我們對其他星球存在生命的熱切期待。