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宇宙中会不会存在一种全是水的星球,就像水珠一样漂浮在宇宙中?

2024-08-06科学

综述

众所周知,宇宙是非常大的,在我们人类目前来说可以观测到的范围,直径都达到了930亿光年。也就是说,如果人类能够发明出速度可以达到光速的超级航天飞船,想要跨出这个「已知」的宇宙空间,也要花费上万亿年的漫长时间。

而地球也不过形成于45亿多年前,相当于我们出去走一趟,还来不及回来,就足够太阳系依次生成上万个科技发展到我们现在人类文明的地球了。更何况目前阶段的人类科技水平并不发达,也根本没有能接近光速的载具。

而在这个庞大的宇宙空间里,更有着不计其数的星球存在着。然而有一些星球是不会像恒星一样发出光的,也就不会被人类所观测到,只能去猜测——根据专门的太空望远镜观测到的数据显示,宇宙大约有着2万亿个星系。

而就像银河系里一样,每一个星系存在着许多的恒星,小到几十亿颗,大到几千亿颗。而科学家们估测,平均下来的话大概每一个星系能有2000亿颗恒星,相当于说是有4000万亿亿颗恒星存在于宇宙当中。

有些恒星是单颗独立着的,有些是两个、三个、四个恒星在一个系统中,独立的恒星周围普遍来讲都会有行星的存在,通常是3颗到8颗的样子,而其他的多恒星身边行星就相对来说更少一些,这些行星加起来,至少不会低于恒星的数量。

同时行星的四周也有着许多的卫星,按照太阳系的数据来估测,卫星最少也要大于恒星数量的20倍。这些统统加在一起,估算下来星球的数量大概是在2.8亿亿亿颗。

那么在这么多的星球中,是否可能存在一颗全部都是水的星球,像水珠一样漂浮在宇宙中呢?

星球

我们先来了解一下星球。星球是由各种各样的物质组成的巨型天体,它有着自己的运行轨道,也有着自己的形状,一般来讲都是不标准的球状,就像地球。

它更多的其实椭圆形的扁球体,一开始的地球可能只是一个很小的内核,但是通过本身的引力,它吸引到了越来越多路过的物体,成为了星球的部分。

由于引力具有着向心的作用,应用于球体的每一个面每一个点,因此这些物体被相对均匀地包裹在地球的表面,由外部向内核中心靠拢,也就形成了球状。

就像是我们生活中的那些雨点和落在叶面的水珠,在不受外力的作用下,本身就会呈现出最小的表面积的形体,而在相当的体积条件下,球的表面积恰好就是最小的,这也被叫做流体静力学试验平衡状态。

而星球一开始并不存在在宇宙当中,按照大爆炸起源说来讲,宇宙之初是源于一场爆炸,之后的一段时间内整个世界都没有物质的存在,只有能量。

等到宇宙开始向外膨胀,温度骤然下降,原子开始出现在宇宙里,从而拥有了质量产生出了引力,这也使得星云开始形成,又转而诞生了第一代的恒星。

经过千万年以上的燃烧时间,第一代恒星短暂的寿命终结,发生了巨大的爆炸和坍缩,非常多的物质通过爆炸喷射的力量分散到了宇宙的各个地方,在许多因素共同的作用下又成为了新一代的恒星,并且开始产生了行星和卫星,组成了神奇浩瀚的宇宙。

宇宙中的水

人类一直认为水与生命有着息息相关的联系,因此在寻找太阳系的生命的存在时,都会去试图找到水源。太阳系中的水并不少,只是由于太阳的热量导致许多的水被蒸发,又因为没有像地球一样的厚厚的大气层,最后被吹走。

也因此,太阳系的很多星球表面的水并不多,更多的是埋在地下的,而距离较远的星球又因为热量的不足,表面的水都呈现冰的状态。与渺小的太阳系相比,宇宙中的水就更多了。

相信学过化学的大家都还记得,水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的,也就是说,如果宇宙中想要获得水,就必须要有氧和氢元素的存在。

早在宇宙最开始的时期,大爆炸后出现了各种基本粒子,而后又形成了质子。大爆炸大概38万年的时间以后,电子与原子核结合,原子也就诞生了出来。在初期,宇宙里的氢元素达到了70%以上,是最主要的元素。

到了现在氢依然是宇宙中最常见的元素,其次就是氦,氧排在第三,这氢和氧都非常活跃,很容易受到影响形成水。

比如在分子比较多的区域,一些恒星的剧烈活动,辐射出来的射线将氢分子电离,并且与氧原子「合作」,从而产生了水。

同时在那些质量比较大的恒星聚集区中,一些能量的剧烈运动产生的激波会使得氧原子和氢原子或者氢分子发生气相反应,从而产生水。除了以上的两种,宇宙的许多水还会直接在分子云中的一些星际尘埃表面形成。

宇宙中有纯水的星球吗?

知道了星球是怎么来的,又知道了宇宙中水的形成过程,那么是否存在纯水的星球呢?纯水的星球不只是地表全是水,还包括它的内核,全部的构成都是水。事实上在宽广的宇宙中,除了恒星周围,宇宙深处的温度是极其低的,甚至接近于绝对零度。

那些远离恒星的星球,身边的温度就会受到宇宙本身的影响,变得很低,那些靠近恒星的星球附近温度又很高。也因此,就算星球上面全是水分子,也只会是要么冻结成冰,要么被蒸发成水蒸气,哪怕是处在离恒星不近不远的区域,也不会永远是液态,同样会在一段时间内被蒸发的。

或者说在整个宇宙中,以人类目前的科技水平观测到的发现来看,全部都是水的液态星球不存在,只有固态的星球和气态的星球是可以形成的。比如太阳系中的土星,这就是一个非常典型的气态星球案例,它的表面没有固态存在,而主要是氢元素、氦元素和水。

同时如果没有大气层的存在,星球根本无法保存被蒸发的水分,水蒸气会越升越高,最后逃跑到太空中,星球上的水分也只会逐渐变少,直到地表干涸。

并且一个星球的形成,通常需要一个有着强大引力的内核,这个内核一般而言都是金属,这样才会慢慢吸引其他物质而逐渐变大,从而成为星球。如果全是水,它自身的引力可能根本无法令其形成一个星球。

假设真的有一个全部都是水的星球存在,它的大小类似于地球,保持自转和公转。地球上的大气经过了从原始大气,到次生大气,再到现代大气的漫长过程。原始的大气主要是由氢和氦组成,次生大气是源自于内部的火山喷发。

而一个类似地球的纯水星球,它所形成的蒸汽也是无法在大气层中独立存在的,随时会被太阳风吹走。

而地球由于自身具有磁场,所以才能够抵挡太阳风的侵扰。而磁场主要是因为地球中心具有着铁元素,自转而形成的。然而纯水星球内部没有铁元素,也就无法产生磁场,在太阳风的干扰之下,大气层也将无法保持稳定。

而缺少了大气层的保温作用,这个大水球也会形成向阳面飞速蒸发、太阳风影响下消散空中,和背阳面快速结冰,等待自转成为向阳面的变化过程。在这个过程中,只有水分子的星球只会慢慢变小,并且根本无法阻挡,直到消失。

太阳系中有水的星球

在人类曾经的观念里,太阳系只有地球拥有着充足的水源,毕竟地表的海洋面积比陆地面积还要广,占了71%。

但是在太阳系中,其实有着不少的星球水量比地球还要多。比如木星的第四大卫星木卫二,比月球稍微小一些,但是却比月球上面的水分多得多。

它的表面分布着一层厚达100公里的冰层,下面则因为内部引潮力产生热量,所以底部是一片海洋,或许有着50千米以上的深度,总水量甚至是地球的水量的9倍。

而根据人类对木卫二的考察,人们发现在它自身可以产生感应磁场,这也就能够表明出木卫二在咸水海洋中还有一个金属性的铁核,不然不会出现磁场。

除了木卫二,木星的木卫三和木卫四,以及土星最大的卫星土卫六,和其他许多卫星上面同样有着非常丰富的水。木卫三是太阳系中最大的卫星,直径甚至能有5300千米,它的部分表面也被冰层覆盖,海洋就在这些厚度高达15万米的冰层下面,并且海洋的深度也非常惊人,有10万米,水量甚至比地球还要多25倍。

这些星球距离太阳都有一定的距离,因此表面大多是冰层,温度非常低,但是中心压力大,并且较为活跃,从而使得内部存在着液态的水。

而在辽阔的宇宙里,2011年,有天文学家在遥远的英仙座中观测到了一个向着四周喷发水流的星体。按照我们地球上拥有着最大河水流量的亚马逊河来说,它的平均流量是在每秒21.9万平方千米,远超地球其他河流,然而跟上面这个星体相比,就稍微有点不够看——这个星体向宇宙喷发的水流流量比亚马逊河的1亿倍还要大。

宇宙中神奇的星球

正所谓「大千世界,无奇不有」,在宇宙中还存在着许许多多非常神奇的星球。比如一个位于半人马座、叫做J1407b的行星,它拥有着30多个行星环组成的一个巨大的行星环,就像是一个宇宙中的大胖子,比土星的行星环都要大200倍,甚至比太阳到地球的距离都要远,要知道J1407b只是一个行星。

HD 106906b行星位于南十字座,距离地球大约300光年,虽然它是一颗行星,但是令科学家非常疑惑且震惊的是,它离自己的恒星相距650天文单位,是太阳系中海王星到太阳的20倍的距离,换算成地球面积,则是970亿公里。它是已知的距离母恒星最远的系外行星之一,因此也被人类叫做是最寂寞的行星。

甚至宇宙中还存在着一个由钻石构成的行星,也就是巨蟹座55e行星,只有海王星的一半左右大小,是2012年为止发现的密度最大的固态行星,距离地球只有40光年左右。

结论

宇宙到底有没有纯水的星球,尽管根据现有的科学知识理论来说是不存在的,但是人类到现在为止对于宇宙的认知都还没有到一半,甚至只是凭借望远镜的观察发现,无法深入研究探索。宇宙到底是怎么样的,没人能够给出一个肯定的回答。

毕竟在我们看来,如果不是亲眼见过,也想不到宇宙中居然有一颗巨蟹座55e那样的钻石星球。因此,或许在未来以后,我们真的可能会发现一个颠覆目前人类观点的纯水星球的出现,谁也不确定。