218光年外的水世界!水儲量比地球還多,會有生命嗎?

天空之城 2023/01/03 檢舉 我要評論

218光年外的2顆系外行星,真的有孕育生命的可能嗎?最近,天文學家在《自然·天文學》上發表了他們的最新研究。

這兩顆系外行星分別被命名為開普勒-138c和開普勒-138d,圍繞著一顆紅矮星公轉。它們的發現者就是著名的開普勒太空望遠鏡,發現的方法就是我們熟知的凌星法,也就是當它們運行到宿主恒星和地球之間時,對宿主恒星的亮度產生一點影響,從而被我們發現。

通過開普勒-138亮度的變化,我們可以判斷這兩顆行星的尺寸。觀測結果表明,它們的半徑都是地球的1.51倍左右。按照以往的理論,它們應該都是和地球一樣的巖石行星,因此這種天體通常又被稱為超級地球。

不過,這兩顆行星又有它們的獨特之處。

為了驗證這兩顆行星的身份,天文學家還需要利用其他的手段去觀測它們,通常就是徑向速度法。簡單來說,就是看看它們的巨大身軀對宿主恒星產生拖動的效應,拖動越強烈,證明它們的質量越大。

利用徑向速度法,研究人員計算出了這兩顆行星的質量,分別是地球的2.3倍和2.1倍。他們進而可以計算兩顆行星的密度,算下來大約是立方厘米3.6克。相比之下,地球的密度是差不多立方厘米5.5克。也就是說,它們的密度比地球小得多。

這意味著,天文學家觀測到的這兩顆行星的「身體」,并非只有巖石,而是有比巖石密度小得多的物質,這種物質就是水。

研究人員接下來進行了建模,結果發現,這兩顆行星表面所含的水資源儲量占到了它們體積的50%以上。這麼算下來,光是其海洋的體積,就是地球的2倍以上!即便是平鋪在它們這麼巨大的行星表面,海洋的平均深度也可以達到驚人的2000公里!要知道,地球海洋的平均深度,也就只有3.7公里左右。

在太陽系,也有很多天體擁有巨大的水資源儲量,比如木衛二。有趣的事,木衛二的密度是立方厘米約3.0克,和這兩顆系外行星很接近。怪不得蒙特利爾大學的天文學家Björn Benneke自信地表示:這是他們第一次觀測到可以有充足信心確定為水世界的系外行星。

既然有水了,這兩顆行星上會孕育生命嗎?研究人員認為,它們的海洋和地球可能不大一樣。

開普勒-138c和開普勒-138d的公轉周期只有13天和23天,這意味著它們和宿主恒星非常接近,因此表面溫度也非常高。因此,它們的大氣層應該含有大量的水蒸氣,并且非常濃厚。在恒星的照射下,其大氣層的溫度甚至可能超過了100℃。研究人員推測,或許水在這里已經不再局限于我們常見的固液氣三態,甚至可能出現超臨界流體。

這樣的環境,確實是不太可能孕育生命。至于更深處的海洋,如果溫度下降到宜居程度的話,會不會孕育生命呢?這就沒人知道了……

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