科学家又发现一颗超级地球(这颗超级地球是找寻地外生命的最佳希望)

可以成为外星生命家园的行星名单刚刚开始使人们不断关注和兴奋。在40光年外发现的一颗名为“超级地球”的外星行星,她围绕着一个编号为LHS 1140的红矮星。这颗行星不仅处于恒星宜居带之中,并且人们推测其仍然存在大气层,使这颗行星成为目前为止在银河系中寻找地外生命最有希望的地点。

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图解:LHS 1140与其行星LHS 1140b想像图

当人们提到“宜居系外行星”时就不可避免的与地球这样的行星场景联系起来,广阔的海洋、大片的绿色徒弟以及将所有事物联系在一起的脆弱大气。令人不幸的在于当科学家认为比邻星β以及TRAPPIST-1系统7颗行星是“潜在宜居”行星时,他们仅仅是为这个标签提供了简要标准。简言之,就是一颗岩石行星环绕着一颗恒星,并且距离适中,能够存在地表液态水。这颗行星既不过于寒冷也不特别炎热,就是刚刚好——之后以术语“宜居带”代指。

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图解:“超级地球”LHS 1140b质量约为地球的7倍,如图展示了其围绕着某恒星LHS 1140公转。

此外,对于那些外星人搜寻者以及寻找2.0版地球的人们来说,一颗拥有大气系外行星的发现及其令人兴奋。如果没有大气能够将水限制于其中并使行星的温度适中,地表水分得以充分循环流动,那么即便是处于一个很好的轨道距离也没有任何意义。

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这颗编号为LHS 1140b的行星最初是由哈佛大学的天文学家使用MEarth facility观测发现的,之前他们也曾经帮助观测发现了编号为GJ 1132b的潜在宜居系外行星。更多深入的观测工作是由欧洲南部天文观测站的高精度径向行星搜索设备即HARPS设备完成,证实了一颗比地球大约40%的目标存在——一颗超级地球便被搜寻得到。

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图解:红矮星LHS 1140位于光亮微弱的鲸鱼座(海怪座)的位置

LHS 1140b在鲸鱼座被人们发现,仅仅从她的主星能够接收到约地球能够接收到40%的阳光——但其距LHS 1140的距离确比日地距离近了10倍。研究团队推测这颗将近7颗地球大小的行星已存在了近50亿年时间——这意味着这颗系外行星是石质的且拥有着致密的铁质核心。

然而LHS 1140b的生命周期位于宜居带之内已经相当令人振奋了,存在大气层的希望是真正让我们兴奋的事情——这提升了液态水存在的可能性。但我们目前了解LHS 1140b的准确信息能够确定她存在大气吗?

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目前的情况是这样的,如果LHS 1140b目前适合宜居,那么确定便是在过去,她并不是这样的。当LHS 1140处于年轻阶段时期,这颗主星的紫外线会使这颗系外行星变成地狱,那种死寂景象与金星有些相像。

但请注意——这可是一颗超级地球!LHS 1140b的巨大体积也许意味着在数千百万年之前曾经在其表面拥有着表面海洋。此篇论文的首席作者,哈佛大学天文学家杰森·迪特曼阐述了逆转理论:“我们认为当主星开始压缩她的最终尺寸和宜居带时,LHS 1140b或许能够存储水和其他气体,这些物质很可能会逃离岩浆毁灭,后续转移到其内部。一旦主星开始降温,岩浆将会冷却下来并开始释放水分和其他气体,组成行星的大气。”

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迪特曼说道:“目前我们还没有LHS 1140b的大气或其他M矮岩类行星大气探测数据,如此多的工作是基于理论和计算,但希望不久的将来我们可以开始用真实数据去研究这些理论。”

LHS 1140b之所以是一颗超级地球在于使人们看到了些许希望:如人类能够掌握星际旅行技术能力,我们在未来的某一天就能够定居这颗行星并建立殖民地。但是这并不会打消寻找外星生命形式的希望。迪特曼认为:“也许在引力十分强大的时候,存在某种使生命发展的极限情况。但是我们知道在压力十分巨大的海底仍然存在生物生存的情况,并且我们也了解有许多细菌能够在各种极端环境中存活,所以我认为在一颗超级地球上存在某种形式的生命生存这种想象并非不可能。”

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这项研究成果同样支持在红矮星周围的行星中寻找宜居行星——这种观点在现今天文学圈子中属于叛逆潮流。在银河系内我们的周边约有80%至90%的恒星是红矮星,这些恒星系统证明能够帮助宇宙中大多数普通刑事的外星生命进行演化发展。此外,它们还特别易于人们研究。瑞士日内瓦天文台的天文学家尼古拉·阿斯图迪洛·德福鲁,是此篇论文的共同作者,他对Inverse说:“红矮星是很好的观测对象,这是因为在其宜居带周边可以很容易的探测到行星。”

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最终,所有的问题答案都要依靠后续对LHS 1140b的研究结果才能告诉我们——特别是对行星上的生物标记观测情况将会成为生命存在的证据。迪特曼认为:“人们认为十分重要的’生物标志物’代表的许多问题,而且这是一个非常热门的研究课题和争论焦点,即对于生命来说何种标志是毫无辩驳的。但我们目前的计划是’将所有的望远镜投向它’,这里特别指出的是我们将使用2021年发射的詹姆斯韦伯空间望远镜来寻找臭氧、二氧化碳以及甲烷。并且,由于LHS 1140在可见光波段内足够明亮,我们希望使用巨型麦哲伦望远镜和目前建造的30米长的光学望远镜‘欧洲超大望远镜’去探测寻找氧分子。”

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 老徐- inverse- Neel V. Patel

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