發現「超級地球」:比地球大,不僅溫暖還有水,適合人類居住嗎?

天空之城 2023/01/16 檢舉 我要評論

時隔十幾年,《阿凡達2》依舊為人們帶來了新的視聽盛宴。而影片當中重點描述的潘多拉星,其實就是一顆與地球極為相似的星球,算得上是地球的「表兄弟」。

潘多拉星和地球看起來十分相似

事實上,這種星球不止存在于電影的架構中,在現實中人們也找到了許多類似地球的行星,它們往往會被稱為「 超級地球」。

2015年就有這樣一顆特殊的「超級地球」被發現,它比地球大,不僅溫暖還有水。那麼,這顆超級地球到底是誰?那里適合人類居住嗎?我們的下一個移民目標行星能否定在這里呢?

2015年發現的超級地球究竟是什麼情況?

越來越多的「超級地球」出現

自從人類第一次飛往太空之后,就明白了終有一日我們會「遠游」,而由于距離等原因,在與地球別離之后恐怕就無法再相見了。不過,在留戀、煽情之前,咱們先要找到適合的去處,這些備選的新家園被人們叫做「超級地球」。

超級地球都是太陽系外的行星, 這些行星的大小和質量明顯高于地球,但是同時又低于太陽系內的冰巨星,比如天王星和海王星。有人對這兩個距離地球太遠的親戚可能不甚了解,但在這里只需要知道它們一個是地球的14.5倍,一個是地球的17倍就行了。

天王星和海王星的質量都比地球大很多

在篩選太陽系外超級地球的時候,人們往往會以質量為第一判定條件,確定了質量以后再去觀察溫度、軌道屬性、宜居性等等。一般來說, 超級地球的質量都是地球的10倍左右,下限則往往被定義為1倍。

這些年人類依靠望遠鏡發現了大量的超級地球,比如2018年退休的開普勒望遠鏡,在工作幾年后就篩選出了 2740個「超級地球」候選者。其中有不少在後來被證實,確實屬于超級地球的范疇。

總之不論是格利澤XX還是開普勒XX,大家一聽到類似的名字,就知道又有新的超級地球被發現了,漸漸地也就見怪不怪了。不過,咱們今天要說的這顆超級地球名字卻沒有那麼規范,甚至有些拗口,它就是 位于獅子座的K2-18b

K2-18b是一顆新的「超級地球」

備受關注的K2-18b

K2-18b是開普勒望遠鏡發現的,它還有一個稱呼叫 EPIC 201912552 b,對于它的名字,許多人都感到十分不解。畢竟此前由開普勒望遠鏡發現的系外行星,基本都是以開普勒為前綴命名,只是后面的編號有所差異罷了。

它的名字其實與發現該行星的任務有關,開普勒太空望遠鏡有一個任務名為「Second Light K2」的任務,在此次任務中發現了 1200多顆系外行星,而K2-18b只不過是其中一個罷了。并且因為它是K2任務這種第18個被發現的行星,所以就有了這個名字。

K2-18b是Second Light K2任務中發現的系外行星

這顆超級地球的母恒星是一顆紅矮星,被命名為 K2-18,它與地球之間相隔大約124光年。

根據NASA系外行星目錄里面的相關介紹來看,在這個星系當中存在兩顆已確定的行星,分別是 K2-18b和K2-18c,只不過K2-18c不在宜居帶當中,所以人們并未對它有過多研究。

K2-18b的質量大約是地球的8倍左右,其軌道周期是33天,軌道半徑則為0.1429個天文單位。需要注意的是,由于它所處星系當中的恒星是紅矮星,所以在計算宜居帶的時候也會特別考慮到紅矮星的特征。

K2-18b行星的基本特征

簡單來說, 紅矮星表面的光要比太陽這種黃矮星更弱,并且它釋放的能量也相對較低。若是將太陽系的主序星更換成一顆紅矮星的話,那麼地球現在所處的位置宜居性可能就沒有那麼強了,接收到的輻射能量會明顯減少,溫度也會顯著降低。

當然,如果湊得太近的話也不好,不僅會被恒星的高溫烤焦,還會面臨「潮汐鎖定」的尷尬境況。以月球為例,它就是因為質量和距離的問題,被地球潮汐鎖定了,這也是為什麼咱們只能看到月球的正面。

而從目前的探索情況來看, K2-18b也面臨潮汐鎖定的問題,它可能永遠以同一面,面對著恒星。在這種情況下, 它兩面的環境會產生很大的差異,尤其是在溫度方面。

不過,哪怕是這樣,人們對它還是非常的感興趣,針對它進行了一系列的深入探索。比如在研究過程中人們不止利用了開普勒望遠鏡發現的數據,還結合了哈勃望遠鏡和斯皮策望遠鏡的觀測結果,這些觀測結果顯示 這顆星球不但溫暖,還存在液態水。

人們根據觀測結果得出該星球上適宜的溫度和水資源

在2020年《天體物理學雜志快報》第891卷當中,就有關于K2-18b的內部和大氣層的相關研究結果。

資料顯示,由于體積密度介于地球和海王星之間,所以在K2-18b上可能具有H / He包層。

此外,早在2019年,蒙特爾大學的學者就通過哈勃望遠鏡在3年內觀察了這一行星的9次凌日現象,從而發現了一些有趣的東西。研究顯示,人們分析了K2-18光譜中觀測到的凌日特征后,找到了具有統計學意義的「水證據」。

K2-18模擬光譜中得到的特征

因為根據人們建立的模型和相關研究數據來看,它的光譜中顯示了 「云層」也許存在,而這就意味著這一個星球上的水存在于富含氫的大氣當中。除此之外, 光譜中還檢測到了氮氣、甲烷和二氧化碳之類的物質。

當有了云之后,就有可能會下雨了,而且以其大氣中最高可達20%到50%的水蒸氣含量來看,這顆星球上想下雨還是比較容易的。

K2-18b上面存在液態水的機率十分大

以上這些特征再加上比較溫暖適宜的溫度,就使K2-18b上存在液態水的可能性進一步提升。正因如此,人們對這顆特殊的超級地球才會這樣的關照。

那麼,既然有水溫度也適宜,是否能就能說明人類可以在上面居住了呢?

人類可以在K2-18b行星上居住嗎?

這里適合人類居住嗎?

事實上,并沒有這麼簡單。人類脆弱的身軀對于環境的要求還是非常高的,哪怕是在科幻電影中出現的「潘多拉星」,其本質也并不適合人類生存,畢竟在那里大家出門都要帶上防毒面罩。

正因如此,不少天文學家強調,僅僅在這一行星的大氣層中找到水還不夠,這不足以說明它適合居住。具體還得看其內部的情況,再加上如果它真的被主序星潮汐鎖定,就意味著有一面永遠光明,另一面則永遠黑暗。在這種情況下,人類總不能兩頭跑吧。

K2-18b和它的主序星存在潮汐鎖定關系

由此可見, 在K2-18b身上還有許多未知因素,有些未知因素對于人類來說可能是致命的。所以,現在就將其當成下一個移民星球未免太早。

再者二者之間的距離也很遙遠,人類在造出更快飛行器之前,還是不要去肖想太陽系外的行星了,本質上沒什麼意義。不如著眼于當下,盡量讓地球「活」的更久一些。

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