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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
2024/01/29

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綜述

人類進步的動力之一, 就是對于世界的好奇心。在對我們的家園展開足夠多的探索之后,人類也開始將目光投向深邃的星空。

在研究這無垠的星海時,最讓人好奇的一個問題就是宇宙中是否還有其它生命存在。而為了探明這一點,科學家們將目光放在了一類特殊的星球上——超級地球!

再次發現超級地球

在漫無邊際的銀河系里,聚集著無數恒星, 每顆恒星都可能圍繞著自己的行星系統旋轉。就在這群星之中有一類被科學家們稱為「超級地球」,它們比我們的地球大一些,但卻比冰冷的天王星和海王星小。 這些行星由巖石和氣體構成,質量甚至可以是地球的10倍。

雖然超級地球在宇宙中很常見,但在我們太陽系中卻別無分號。

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這就讓科學家們異常興奮,他們渴望了解這些行星的形成歷程、特殊特征, 甚至是它們是否可能存在生命。

科學家們運用了一項名為 「凌日法」的技術來搜索這些超級地球。這種方法是通過觀測恒星亮度的變化來尋找行星的蛛絲馬跡。

簡單講就是如果有行星擋在了我們和想要觀測的恒星之間,那自然就會影響我們的觀測,在數據上的體現就是亮度的變化。 這種現象稱為凌日,通過這種方式,我們能夠了解行星的大小、軌道周期以及與恒星的距離。

在2022年,美國宇航局的苔絲衛星(TESS)在觀測距離地球大約100光年的一顆紅矮星時,發現了一個凌日信號。

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這顆紅矮星名為LP 890-9,它是一顆極其冷的恒星,表面溫度只有3000攝氏度,相當于太陽的一半;大小和份量上也是比太陽小了不少。

苔絲衛星的數據顯示,這個凌日信號是由一顆比地球大30%的行星引起的,它的軌道周期僅為2.7天,距離恒星只有600萬公里,相當于地球和太陽距離的25分之一。 這顆行星被稱為LP 890-9b,是一顆超級地球。

為了確認這一發現并尋找更多行星,比利時列日大學的科學家們使用了他們自己的望遠鏡SPECULOOS(尋找遮蔽超冷恒星的宜居行星)。

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這組四台望遠鏡分別安裝在智利的歐洲南方天文台和西班牙的特內里費島上。這些望遠鏡的特點是其相機極為敏感,可在近紅外波段觀測極其冷的恒星,例如LP 890-9。

SPECULOOS的觀測結果不僅驗證了苔絲衛星的發現,還發現了另一顆行星。 其軌道周期為8.5天,距離恒星僅1400萬公里,相當于地球和太陽距離的10分之一。

這顆行星的半徑比地球大40%,質量是地球的5倍,表面溫度約為300攝氏度。這顆行星被命名為LP 890-9c,同樣是一顆超級地球。

這兩顆行星的發現不僅加深了科學家對LP 890-9系統的研究,還為尋找類似行星提供了新線索。這片區域的探索正為我們揭開更多宇宙奧秘提供了機會。

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上面有生命嗎?

我們常常想象尋找到另一個可能孕育生命的星球時, 它應該像地球一樣,擁有蔚藍的色彩,溫暖的氣候,澄澈的海洋,還有各種繁茂的生命。

但是,生命是否真的只存在于這種環境中?或者說, 生命是否能夠適應各種不同、甚至我們難以想象的環境呢?

這是科學家們一直在追問的問題之一。他們一般認為水是生命的必備條件,因為水可以作為生命的媒介,提供進行化學反應和物質傳輸所需的環境。 所以,他們尋找的焦點是那些可能存在液態水的星球,也就是所謂的「宜居區」內的星球。

所謂宜居區就是像地球在太陽系中的位置一樣,要與恒星距離剛剛好,才能在星球表面有溫度適宜的水。

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如果一個星球離恒星太近,水就會蒸發或分解,形成一層濃密的水蒸氣大氣層,引發劇烈的溫室效應,將星球變得異常炎熱,就像金星一樣。

而如果一個星球離恒星太遠,水就會結冰, 創造出冰冷的沙漠,就像火星一樣。

地球恰好是個幸運兒,它位于太陽的宜居區內,具有適度的大氣壓和溫度, 這讓水可以在三種狀態之間循環變化,形成了我們所知的水循環。

這種水循環對地球的氣候和生命至關重要,它調節著溫度,清洗著養分,稀釋著污染,營造了多樣化的生態系統。

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要判斷LP 890-9c是否存在水以及它是否能夠支持生命,我們需要考慮一系列因素。 首先,讓我們來看看它的恒星LP 890-9。

相比太陽,更輕更小,因此能提供的光照和溫暖也更少。這意味著宜居區要更靠近這顆恒星,這也是LP 890-9c能夠在距離恒星只有1400萬公里的地方維持可能有液態水存在的溫度的原因。

然而,紅矮星也具有一些不利的特性,比如它們活動性高,經常發生耀斑和恒星風。這些事件會釋放大量高能粒子和輻射,對周圍行星的大氣和表面造成破壞。

如果行星缺乏足夠的磁場或厚實的大氣層來抵御這些影響, 它就可能逐漸失去水和其他易揮發物質,變得干燥貧瘠,不適宜生命存在。

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因此, 盡管LP 890-9c處于潛在的宜居區域,但其所屬的恒星類型和活動性會對該行星是否存在液態水以及支持生命的可能性產生重大影響。

對于LP 890-9c上是否存在水以及是否能夠孕育生命的問題,科學家們需要更多的觀測和研究來進行深入的探究。

LP 890-9c的軌道周期為8.5天,相較于地球一年的365天,可以說是相當短暫。這樣的軌道周期對行星的氣候和生命會有哪些影響呢?

一個可能的結果是,由于行星自轉和公轉速度不同步,行星可能會出現潮汐鎖定的現象,也就是說,它的一個面始終朝向恒星,形成了永遠的白晝和永遠的黑夜。

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若行星被潮汐鎖定,其氣候將呈現極端的溫差。白晝面可能會異常高溫,黑夜面則異常寒冷,只有介于兩者之間的區域可能擁有適宜的溫度條件。

這種極端溫差將導致大氣和水的不斷循環,將熱量和水汽從白晝面傳輸到黑夜面, 形成強烈的風暴和云層。

這些風暴和云層可能對行星上的生命產生積極或消極的影響, 取決于它們的強度、分布和持續時間。這些極端氣候條件可能會對生命的進化和生存環境產生重要影響,而科學家們正努力探究這些可能的后果。

大氣層可以提供保護,阻擋恒星的輻射和粒子,調節溫度和壓力,維持水的循環,并傳遞生命所需的元素和分子。

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地質活動可以為行星帶來活力,通過板塊運動、火山爆發、地震和地熱作用,改變行星的表面和內部,創造多樣的環境,釋放水和其他物質,影響大氣的組成和演變。

目前我們還不清楚LP 890-9c是否擁有大氣, 以及大氣的組成是怎樣的。若有大氣存在,它可能形成一個溫暖的水世界,擁有廣袤的海洋和濕潤的氣候,類似于地球早期的狀態。

若沒有大氣,或者大氣很稀薄,那麼它可能是一個干燥的沙漠,缺乏液態水,類似于火星或金星。

若大氣非常濃厚且富含水蒸氣, 那麼它可能形成一個炎熱的溫室效應,水被困在高壓的蒸汽層中,類似于金星目前的狀態。

結語

這次發現為科學家們敞開了一扇窗,透過這扇窗,我們或許能夠更深入地理解宇宙的奧秘,也更加激發了我們對生命存在于其他星球的熱切期待。

未來的研究將持續關注LP 890-9c,為我們揭示這顆超級地球是否真的能夠承載生命的奇跡。在對這個宇宙的探索之旅上,我們不斷前行,迎接著更多未知的挑戰,也期待著更多令人驚喜的發現。

嚴禁無授權轉載,違者將面臨法律追究。

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