三分之一都由液態水構成,天文學家發現系外行星,或存在生命

天空之城 2022/08/28 檢舉 我要評論

為了深入了解宇宙,尋找人類未來的第二家園,科學家一直在探索各種各樣的天體,使用地面設備和太空設備,諸如 哈勃望遠鏡和中國FAST天眼來取得新發現。

隨著技術的持續發展,科學家已經能夠看到成百上千光年外的天體,研究遙遠的黑洞和脈沖星現象,更重要的是能夠觀察那里是否存在和我們地球類似的行星,近日由蒙特利爾大學領導的一個國際科研團隊宣布,他們發現了一顆可能存在生命的海洋行星。

水是萬物之源,地球最初的生命就是在海洋中進化而來,在地球上,雖然生物的形態和種類各不相同,但無一例外的是,它們體內的生物化學反應無一不需要水的參與,也許有人會說,水熊這類生物可以在幾百度的高溫存活,它們不就不需要水嗎?

其實在高溫缺水的環境下,水熊會處于休眠狀態蟄伏,需要活動蘇醒時,依然離不開水, 有些微生物不需要氧氣,但沒有水萬萬不行,水一方面維持體內的能量反應,一方面還可以穩定生物體的溫度,也許宇宙之大,會有不同于地球生物形態的生命。

但目前地球是宇宙中唯一已知存在生命的星球,所以在尋找外星生命時,首要條件還是以地球生物的生存條件為參考。

水由氫元素和氧元素組成,氫在宇宙中廣泛存在,所以水也不是地球獨有的,太陽系中就有不少星球擁有大量的水, 比如月球的背面,就存在水冰,漂泊的彗星上也有水冰內核,但這些固態水不利于生物繁衍,所以我們的關注點更多還是在液態水上。

木衛三是木星的衛星之一,它的直徑約為5268公里,是地球的五分之二,雖然體積比地球小,但它的含水量卻是地球的26.5倍左右,不過由于木衛三離太陽過遠,導致地表常年處于極寒中,溫度僅為-163℃,所以它的液態水深藏在地表之下,厚度可達數百公里。

雖然木衛三富含水源,但它的地表并沒有水,并且整個太陽系除了地球之外,都沒有被水大量覆蓋的行星,所以科學家將目光投向外了系外行星。

加拿大蒙特利爾大學博士生,系外行星研究所成員卡迪烏克斯領導的國際研究小組通過TESS望遠鏡發現了一個被水覆蓋的海洋行星 :TOI-1452b,它位于北天星座天龍座方向,距離地球僅有100光年, 該研究成果近日以論文的形式發表在了《天文學雜志》。

TOI-1452b隸屬于一個雙星系統,即該星系內有兩顆恒星,這兩顆恒星分別為TOI-1452和TIC 420112587, 它們都是紅矮星,相距約145億公里,是太陽到冥王星距離的兩倍,TOI-1452b圍繞著TOI-1452這顆紅矮星轉動。

TOI-1452是一顆暗淡的恒星,它的質量只有太陽的四分之一,內部核聚變的反應速率也會比太陽慢一些,所以它的表面溫度只有2900℃,比太陽低了2600℃。

這就意味著TOI-1452b需要離該恒星足夠近,才能獲得充足的熱量,維持地表溫度,事實也的確如此, 它距離主恒星只有912萬公里,圍繞恒星公轉一周僅需11天,這個距離剛好彌補了主恒星的缺陷,使TOI-1452b具備了宜居的可能性。

研究團隊花了50多個小時確認TOI-1452b1的具體數據,最終確認它比地球要大得多,該行星的尺寸比大了70%,但質量卻僅為地球的五倍,從半徑和質量來看,它的密度遠遠低于一顆由巖石和金屬組成的行星,只有兩種可能會導致這樣的情況,一種是TOI-1452b是一個氣態行星,另一種則是它的整顆星球其中有30%都是水。

如果TOI-1452b是一顆氣態行星,那麼它的密度又過于高了,所以它的大部分質量應該由比巖石輕,但是比氣體重的物質組成,而這顆行星又恰好位于星系的宜居帶。

所以通過對TOI-1452b內部建模分析后,研究人員認為,這顆星球上大約有30%都是液態水,是一顆名副其實的海洋星球,與之相對的是,地球其實是一顆比較干燥的星球,地球表面雖然70%都被海洋覆蓋, 但實際上水只占地球質量很小的一部分:不到1%。

上面我們說了,水是萬物之源,有水就有可能存在生命,那麼TOI-1452b上會有外星文明嗎?

科學家也迫切地想知道這個問題,但是現在的望遠鏡難以仔細觀測系外行星,就連系外恒星也只是一個光點,不過一些最精密的光譜儀可以分析它們的大氣成分,生命的新陳代謝會產生一些特殊物質,例如氧氣和甲烷,它們在大氣中留下痕跡。

韋伯望遠鏡搭載了先進的紅外光譜儀, 未來有望通過分析行星大氣光譜,尋找外星生命存在的證據。

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