综述
人类进步的动力之一,就是对于世界的好奇心。在对我们的家园展开足够多的探索之后,人类也开始将目光投向深邃的星空。
在研究这无垠的星海时,最让人好奇的一个问题就是宇宙中是否还有其它生命存在。而为了探明这一点,科学家们将目光放在了一类特殊的星球上——超级地球!
再次发现超级地球
在漫无边际的银河系里,聚集着无数恒星,每颗恒星都可能围绕着自己的行星系统旋转。就在这群星之中有一类被科学家们称为“超级地球”,它们比我们的地球大一些,但却比冰冷的天王星和海王星小。这些行星由岩石和气体构成,质量甚至可以是地球的10倍。
虽然超级地球在宇宙中很常见,但在我们太阳系中却别无分号。这就让科学家们异常兴奋,他们渴望了解这些行星的形成历程、特殊特征,甚至是它们是否可能存在生命。
科学家们运用了一项名为“凌日法”的技术来搜索这些超级地球。这种方法是通过观测恒星亮度的变化来寻找行星的蛛丝马迹。
简单讲就是如果有行星挡在了我们和想要观测的恒星之间,那自然就会影响我们的观测,在数据上的体现就是亮度的变化。这种现象称为凌日,通过这种方式,我们能够了解行星的大小、轨道周期以及与恒星的距离。
在2022年,美国宇航局的苔丝卫星(TESS)在观测距离地球大约100光年的一颗红矮星时,发现了一个凌日信号。
这颗红矮星名为LP 890-9,它是一颗极其冷的恒星,表面温度只有3000摄氏度,相当于太阳的一半;大小和份量上也是比太阳小了不少。
苔丝卫星的数据显示,这个凌日信号是由一颗比地球大30%的行星引起的,它的轨道周期仅为2.7天,距离恒星只有600万公里,相当于地球和太阳距离的25分之一。这颗行星被称为LP 890-9b,是一颗超级地球。
为了确认这一发现并寻找更多行星,比利时列日大学的科学家们使用了他们自己的望远镜SPECULOOS(寻找遮蔽超冷恒星的宜居行星)。
这组四台望远镜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。这些望远镜的特点是其相机极为敏感,可在近红外波段观测极其冷的恒星,例如LP 890-9。
SPECULOOS的观测结果不仅验证了苔丝卫星的发现,还发现了另一颗行星。其轨道周期为8.5天,距离恒星仅1400万公里,相当于地球和太阳距离的10分之一。
这颗行星的半径比地球大40%,质量是地球的5倍,表面温度约为300摄氏度。这颗行星被命名为LP 890-9c,同样是一颗超级地球。
这两颗行星的发现不仅加深了科学家对LP 890-9系统的研究,还为寻找类似行星提供了新线索。这片区域的探索正为我们揭开更多宇宙奥秘提供了机会。
上面有生命吗?
我们常常想象寻找到另一个可能孕育生命的星球时,它应该像地球一样,拥有蔚蓝的色彩,温暖的气候,澄澈的海洋,还有各种繁茂的生命。
但是,生命是否真的只存在于这种环境中?或者说,生命是否能够适应各种不同、甚至我们难以想象的环境呢?
这是科学家们一直在追问的问题之一。他们一般认为水是生命的必备条件,因为水可以作为生命的媒介,提供进行化学反应和物质传输所需的环境。所以,他们寻找的焦点是那些可能存在液态水的星球,也就是所谓的“宜居区”内的星球。
所谓宜居区就是像地球在太阳系中的位置一样,要与恒星距离刚刚好,才能在星球表面有温度适宜的水。
如果一个星球离恒星太近,水就会蒸发或分解,形成一层浓密的水蒸气大气层,引发剧烈的温室效应,将星球变得异常炎热,就像金星一样。
而如果一个星球离恒星太远,水就会结冰,创造出冰冷的沙漠,就像火星一样。
地球恰好是个幸运儿,它位于太阳的宜居区内,具有适度的大气压和温度,这让水可以在三种状态之间循环变化,形成了我们所知的水循环。
这种水循环对地球的气候和生命至关重要,它调节着温度,清洗着养分,稀释着污染,营造了多样化的生态系统。
要判断LP 890-9c是否存在水以及它是否能够支持生命,我们需要考虑一系列因素。首先,让我们来看看它的恒星LP 890-9。
相比太阳,更轻更小,因此能提供的光照和温暖也更少。这意味着宜居区要更靠近这颗恒星,这也是LP 890-9c能够在距离恒星只有1400万公里的地方维持可能有液态水存在的温度的原因。
然而,红矮星也具有一些不利的特性,比如它们活动性高,经常发生耀斑和恒星风。这些事件会释放大量高能粒子和辐射,对周围行星的大气和表面造成破坏。
如果行星缺乏足够的磁场或厚实的大气层来抵御这些影响,它就可能逐渐失去水和其他易挥发物质,变得干燥贫瘠,不适宜生命存在。
因此,尽管LP 890-9c处于潜在的宜居区域,但其所属的恒星类型和活动性会对该行星是否存在液态水以及支持生命的可能性产生重大影响。
对于LP 890-9c上是否存在水以及是否能够孕育生命的问题,科学家们需要更多的观测和研究来进行深入的探究。
LP 890-9c的轨道周期为8.5天,相较于地球一年的365天,可以说是相当短暂。这样的轨道周期对行星的气候和生命会有哪些影响呢?
一个可能的结果是,由于行星自转和公转速度不同步,行星可能会出现潮汐锁定的现象,也就是说,它的一个面始终朝向恒星,形成了永远的白昼和永远的黑夜。
若行星被潮汐锁定,其气候将呈现极端的温差。白昼面可能会异常高温,黑夜面则异常寒冷,只有介于两者之间的区域可能拥有适宜的温度条件。
这种极端温差将导致大气和水的不断循环,将热量和水汽从白昼面传输到黑夜面,形成强烈的风暴和云层。
这些风暴和云层可能对行星上的生命产生积极或消极的影响,取决于它们的强度、分布和持续时间。这些极端气候条件可能会对生命的进化和生存环境产生重要影响,而科学家们正努力探究这些可能的后果。
大气层可以提供保护,阻挡恒星的辐射和粒子,调节温度和压力,维持水的循环,并传递生命所需的元素和分子。
地质活动可以为行星带来活力,通过板块运动、火山爆发、地震和地热作用,改变行星的表面和内部,创造多样的环境,释放水和其他物质,影响大气的组成和演变。
目前我们还不清楚LP 890-9c是否拥有大气,以及大气的组成是怎样的。若有大气存在,它可能形成一个温暖的水世界,拥有广袤的海洋和湿润的气候,类似于地球早期的状态。
若没有大气,或者大气很稀薄,那么它可能是一个干燥的沙漠,缺乏液态水,类似于火星或金星。
若大气非常浓厚且富含水蒸气,那么它可能形成一个炎热的温室效应,水被困在高压的蒸汽层中,类似于金星目前的状态。
结语
这次发现为科学家们敞开了一扇窗,透过这扇窗,我们或许能够更深入地理解宇宙的奥秘,也更加激发了我们对生命存在于其他星球的热切期待。
未来的研究将持续关注LP 890-9c,为我们揭示这颗超级地球是否真的能够承载生命的奇迹。在对这个宇宙的探索之旅上,我们不断前行,迎接着更多未知的挑战,也期待着更多令人惊喜的发现。
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