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宜居行星最新报道

时间:2020-06-01 16:42:36

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宜居行星最新报道

宜居行星

巴纳德b星附近的行星,距离地球6光年,蛇夫座66星的西北侧,

k2-18b距离地球140光年,

trappist-1e星距离地球34.46光年,

格利泽581g,距离地球20光年,

开普勒22b距离地球600光年,在天鹅座内,

格利泽411b距离地球8光年,

格利泽887c距离地球11光年,

卡普坦b星距离地球13光年,

开普勒-444

格利泽1214b

Gliese 887b”和“Gliese 887c

格利泽667C

巴纳德b星附近的行星,距离地球6光年,蛇夫座66星的西北侧,

巴纳德星(英语:Barnard’s Star,发音为 /ˈbɑrnərd/)是一颗质量非常小的红矮星,位在蛇夫座β星附近,蛇夫座66星的西北侧,距离地球仅约6光年远。美国天文学家爱德华·爱默生·巴纳德在19测量出它的自行为每年10.3角秒,是已知相对太阳自行最大的恒星。为纪念巴纳德的发现,后来称这颗恒星为巴纳德星。

巴纳德星(英语:Barnard’s Star,发音为 /ˈbɑrnərd/)是一颗质量非常小的红矮星,位在蛇夫座β星附近,蛇夫座66星的西北侧,距离地球仅约6光年远。美国天文学家爱德华·爱默生·巴纳德在19测量出它的自行为每年10.3角秒,是已知相对太阳自行最大的恒星。为纪念巴纳德的发现,后来称这颗恒星为巴纳德星。巴纳德星距离太阳约1.8秒差距(6光年),是蛇夫座内距离我们最近、宇宙中第二接近太阳的恒星系统,也是第四接近太阳的恒星,前三接近太阳的恒星都是半人马座α系统的成员。尽管它如此的接近地球,但是人类裸眼仍然看不见巴纳德星。

由于它相当接近太阳,而且位于容易观测的天球赤道附近,所以M型矮星巴纳德星比任何恒星受到天文学家更多的研究和注意。天文学家的研究曾经聚焦在恒星的特征、天体测量和推敲系外行星可能存在的极限。虽然这是一颗古老的恒星,天文学家仍然观测到巴纳德星发生过耀斑爆发。

天文学家曾对这颗恒星的一些研究题材发生争议。从1960年代初至1970年代初长达十年之久,天文学家彼得·范·德·坎普(Peter van de Kamp)曾声称有一颗巨大的气体行星环绕着巴纳德星,一些天文学家也接受他的说法。天文学家后来认为恒星附近可能存在类似地球的小型行星,所以巨大行星存在的可能性就大为降低,彼德·范德的主张也被推翻。天文学家十分注意这颗恒星,它也是无人旅行到邻近的恒星系统可以快速前往研究的一个目标。

基本数据

编辑播报

巴纳德星是一颗M4型的黯淡红矮星,观测者必须使用望远镜才能看见。它的视星等为9.54等,与全天最亮的恒星天狼星(-1.5等)和裸眼能看见的最暗星(+6.0等)相较之下(亮度的关系是以对数计算),9.54等的巴纳德星亮度只有6等星的1/27。

巴纳德星的年龄介于70亿至120亿年之间,不仅比太阳古老,天文学家还认为它可能是银河系中最古老的恒星。它已经失去了大量的转动能量,光度的周期变化显示巴纳德星自转一周需要130天(相较之下太阳只需要25天)[1]。因为巴纳德星是一颗古老的恒星,所以长久以来都被假设是一颗休眠期中的恒星,但是天文学家在1998年观测到一个强烈的恒星耀斑,所以巴纳德星其实是一颗耀星。巴纳德星也是一颗变星,标示为蛇夫座V2500。

自行运动是天体在天球上对应的横向速度(相对太阳的“横向”移动),巴纳德星的自行速度是90公里/秒,相当于每年在天球上移动10.3弧杪,所以这颗恒星在人的一生中可以移动四分之一度,相当于满月视直径的一半。

巴纳德星的径向运动朝着太阳接近,所以天文学家可以观测到蓝移。目前有两份星表列出巴纳德星的径向运动数值:SIMBAD是每秒106.8公里;ARICNS是每秒110.8公里。天文学家将这些测量值与自行运动一起考虑后,认为它在太空中朝着太阳的相对速度是每秒139.7公里或142.7公里。天文学家根据巴纳德星朝向太阳移动的速度推算,它将在公元9,800年时最接近太阳,届时距离为3.75光年,但是当时最接近太阳的恒星是比邻星,因为它将会移动到比巴纳德星还要更接近太阳的位置。令人失望的是届时这颗星依然很黯淡,视星等只有8.5等,裸眼仍然看不见它,之后它又将稳定的远离太阳。

巴纳德星的质量大约是太阳质量的14%,半径是太阳的15-20%。虽然它的质量大约是木星质量的180倍,但是半径只比木星大1.5至2倍,所以这颗恒星与一颗棕矮星的大小相当。它的有效温度是3134(±102)K,视亮度是太阳亮度的4/10000,总亮度相当于34.6/10000。因为它是如此暗淡,如果把它放在太阳的位置,巴纳德星的亮度也只有满月的100倍,与站在距离太阳80天文单位的位置来观测太阳相当。

k2-18b距离地球140光年,

两个独立的天文团队已经在超级地球K2-18b发现了水蒸气的迹象。

这是超级地球K2-18b系统的艺术构想图:它包含了主恒星和一个伴星

欧航局/哈勃望远镜/M.科尔曼

两个不同的天文团队,在超级地球K2-18b的大气层表面都探测到了水蒸气,这无疑是外星探索进程的里程碑。

这个行星是岩石态的,但它并不是地球的孪生儿。K2-18b属于超级地球,半径大约是地球的3倍,重量在7-10倍之间。超级地球是一种在太阳系中并不存在,但在银河系中数量丰富的行星。一些带有庞大气态壳层的超级地球被证明是类似于亚海王星的天体,但是这类行星的平均密度又近似于月球和火星的密度。

到目前为止,测量超级地球大气层的尝试失败了,要么是因为厚厚的云层(如格利泽1214 b和HD 97658 b),就是因为一种只有氢和氦的轻质、无特色的大气层(如坎昆55),或者没有大气层,也没有云(就像TRAPPIST-1系统中的六颗行星一样)。

图源:sina

K2-18b很引人注目,部分原因在于它像TRAPPIST-1行星一样,在红矮星的栖息圈里运行。它每33天绕着它的恒星转一圈,但是这颗恒星提供的光只够刚好让水保留在行星表面,这颗恒星不到太阳的一半大,比太阳更红更暗。在仅仅110光年之外,这个超级地球似乎是进一步研究超级气球大气层的一个很好的候选者。

水的存在

图源:zol

比约恩·本尼克(蒙特利尔大学)带领一个团队,使用哈勃太空望远镜,观察这颗行星穿过其恒星的表面。该小组对其中八次凌日的分析,以及开普勒和斯皮策太空望远镜观测到的凌日,将发表在《天文学杂志》上。伦敦大学学院的另一个团队,主要作者安热洛斯·齐阿拉斯,现已公开研究数据,并在9月11日出版的《自然天文学》杂志上发表了一篇对哈勃数据的独立分析。

两个团队都探索出水蒸气几乎肯定存在于这个超级地球的大气中。除此之外,其余数据是模糊的:不清楚有多少水存在,或者以什么形式存在。

这在很大程度上是因为研究人员在这颗行星经过它的宿主恒星前时获取了它的透射光谱——也就是说,他们是在恒星的透射光穿过行星大气层的一小片区域时进行观察。

美国宇航局科学家在五颗炽热木星的大气层中发现了微弱的水的迹象。所有五颗行星似乎都有高空薄雾,这减弱了大气层深处的水信号。

这种观察没有给出很多关于温度和压力是如何随高度变化的信息,这让天文学家对从这个岩石星球的组成到结构的一切都一无所知。有猜想,这个星球可能是一个水的世界,但这是一个目前不能进行证实或是否定的猜想。

“我们真的对于从这些观察中所能提取的数据十分谨慎对待,”乔万娜·蒂内蒂(伦敦大学)说。

这是一个怎样的世界?

伦敦大学学院团队的英戈·沃尔德曼解释说,三种不同的情况同样符合观察数据:大气可以是含有大量水的纯氢;也可以是含有少量水的氢和氮;或者第三种选择是考虑到氢大气层、一个“极小微粒”的水,以及高海拔的云层或模糊的烟雾。

图源:qq

本尼克和他的同事提出了另一个可能选择:除水蒸气外,还有液态水。他们的计算表明,在这个世界的中层大气中可能会下雨。

获取更多的数据将有助于确定这些假设是否正确。哈勃为研究水的存在提供了理想的波长范围,这对于研究其他超级地球也更加适用。此后,詹姆斯·韦伯太空望远镜将提供更宽的波长范围和更高分辨率的光谱,这将是探索这个世界的关键。

作者: skyandtelescope

trappist-1e星距离地球34.46光年,

截至目前,科学家已经发现了超过4000颗系外行星,为人类寻找第二个地球提供了非常大的可能。

在这些行星中,有7颗行星最为独特,那就是TRAPPIST-1的7颗行星(b~h)。

TRAPPIST-1是除了太阳系和开普勒-90星系以外,拥有行星最多的恒星系。拥有更多的行星,也就意味着拥有生命的可能性更高。因此,TRAPPIST-1也吸引着无数科学家的关注。

TRAPPIST-1是一颗红矮星——宇宙中最常见的天体。它的半径是太阳的11%,质量是太阳的8%。由于它能量如此之低,它的行星必须离它更近一点才能有宜居的环境。

2月,科学家宣布在TRAPPIST-1的周围发现了7颗行星,其中5颗 (b、c、e、f、g)的质量都与地球比较接近,这里有3颗(e、f 、g)都处于宜居带内。

这让科学家们兴奋不已,似乎看到了超级地球的曙光。

为了更好地了解这些行星的表面环境,科学家对它们表面的气候做了模拟。

其中,TRAPPIST-1b由于过于接近母星,温度达到了1230℃,最高值甚至有1730℃,表面的大气压力更是地球的1万倍,因此实在不适宜生存。

后面的TRAPPIST-1c和TRAPPIST-1d,温度虽然没有TRAPPIST-1b高,但是也都超出了人类能够生存的范围。

而TRAPPIST-1 e,则是一个非常有机会成为超级地球的星球,它的位置绝佳,温度正好,而且体积、质量比较接近地球,甚至有望有一片覆盖了整个星球的海洋,可以给它一个类似于地球的环境。

甚至有人还作了想象画,幻想人类到TRAPPIST-1 e旅游的画面。

而在外面的TRAPPIST-1 f和TRAPPIST-1 g,虽然温度也还可以,但相对偏低,对人类来说是一个挑战。

不过,这次模拟的数据和以往科学家对这些行星的表面温度估计有一定的差距,这也让科学家们摇摆不定,无法确定到底哪一个数据是准确的,或者是否这两种方法都有漏洞。

格利泽581g,距离地球20光年,

格利泽581g(Gliese 581 g)是一颗系外行星,绕行位于天秤座的红矮星格利泽581,距离地球约20.5光年。它是在格利泽581行星系中发现的第六颗行星,于9月29日由华盛顿卡内基学会和加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)等机构发现后公诸于世,是夏威夷凯克天文台历时的观测所取得的成果。这颗在“适居带”内新发现的行星,有可能是迄今发现的与地球最像的系外行星,也是第一个潜在适居行星的确凿证据。但是也有天文学家指出没有在Gliese 581的可居住区域内任何行星的可信信号,无法证实Gliese 581g的存在。英国的天文学家基于HARPS的观测数据则认为在Gliese 581最适宜存在5颗行星中,格利泽581g并不存在。而根据美国高分辨率蝇眼探测器(HiRes)研究显示,Gliese 581拥有6颗行星的准确率达到99.9978% 。

中文名

格利泽581g

外文名

Gliese 581 g

分类

行星

发现者

斯蒂文·沃格特

发现时间

9月29日

赤经

15时19分26秒

赤纬

-7°43′20″

距地距离

约 20.5 光年

半长轴

0.146AU

公转周期

36.6 d

目录

1.1发现

2.2适居性

1.▪猜测

2.▪潮汐锁定

3.▪温度

1.▪大气层

2.3重要性

发现

编辑播报

这颗行星是由美国“里克-卡内基系外行星搜索”项目中的天文学家所发现,该项目的主要领导人是加州大学圣克鲁斯分校天体物理学教授史蒂文·沃格特和华盛顿卡内基学会的天文学家保罗·巴特勒。

据推测格利泽581g的直径约为地球的1.2-1.4倍,质量约为地球的3.1-4.3倍,表面平均温度介乎摄氏零下31度-零下12度,公转周期为37个地球日,自转周期与其公转周期相等,地心引力接近或稍高于地球。距离恒星格利泽581约965万公里。表面由岩石组成,可能存在液态水和大气。

适居性

编辑播报

猜测

格利泽581g(6张)

在一次访谈中,发现者史蒂芬‧沃特被问及格利泽581g上是否可能存在生命的问题,史蒂芬·沃特对此持乐观态度,他表示:“我不是生物学家,也没在电视上演过这个角色,但从生命的轫性与习性上来看,我认为格利泽581g上存在生命的机会是100%。”[1]

他还在另一次美联社的采访中表示:“可能有外星生命的存在不代表可能会找到ET,但即使是发现一个单细胞生物或霉菌的存在,也足以撼动地球生命的唯一性。”

潮汐锁定

根据发现,格利泽581g的自转被它的母星锁定,也就是出现潮汐锁定的现象。这在太阳系内十分普遍,例如地球就是这样将月球给锁定的。在格利泽581g上没有日夜的变化,因为它的一面是永昼,另一面则是永夜,这也意味格利泽581g的恒星日会刚好等于其一年的长度。此外,潮汐锁定也代表格利泽581g没有地轴偏斜的现象,在此行星上也不会出现四季的变化,而它的质量则显示它极可能是一颗类地行星,且可能有足够重力拥有大气层。

温度

研究人员推算出假使格利泽581g上没有大气,其全球平均温度会介于-64℃--45℃(约等于-84℉--49℉),反射率则是介于0.5-0.3之间。但若假使其地表拥有与地球相似的温室气体并造成温室效应,则其地表均温将介于-37°C - -12°C(-35°F - 10°F)之间[2]。由于格利泽581g比地球重,科学家认为这或许可以推断格利泽581g上的大气比地球浓厚,因此或许可以再推断出格利泽581g上的温室效应会比地球来得严重,温度可能更适人居。

由于格利泽581g的一面长期受日照影响,因此格利泽581g上受光那面的气温将十分酷热,另一面则极为严寒,因此最适合生命生存的地方是在其晨昏圈上。史蒂芬·沃特表示,由于格利泽581g的质量是地球的3.1倍,所以其大气层可能也会较为浓密。

大气层

根据潮汐锁定的理论模型显示,在一定条件下,水或二氧化碳这类蒸发性化合物会自明亮面移至阴暗面,在那里水因为长年低温而结成冰帽,而大气也会被凝结。但如果格利泽581g上的大气够浓重,那么行星上的热量会均匀分布至整颗星球,增加生物生存的环境。举例来说,拥有浓重大气的金星,其自转速率远低于地球,因此其每日的白天与黑夜都十分漫长。但是由于行星风系的吹送,金星自转时背向太阳的那面仍然能保有足够的热量[3]。研究表明,行星大气中只要有地球十分之一的水和二氧化碳等温室气体,就能在夜晚时保存足够的热能[4]。然而科学家仍无法判断格利泽581g上是否有大气的存在,因此也无从得知其大气的结构。

重要性

编辑播报

由于这次科学家在观测少量的恒星便发现格利泽581g的存在,因此可以认为这样的行星在宇宙中会比以前所认为的还要普遍。在发现格利泽581g后,发现适居行星的机率便上升到10%-20%,意味着我们的银河系中可能有数十亿颗适居行星,也代表用以计算发现地球外高智能生命可能性的公式德雷克公式会因此而受到修正。

词条图册

开普勒22b距离地球600光年,在天鹅座内,

开普勒-22b(Kepler-22 b,KOI-087.01)是一颗在类太阳恒星开普勒22宜居带内运行的太阳系外行星。它位于天鹅座中,距地球约638光年(196秒差距),开普勒22比较暗淡,无法用肉眼看到。美国国家航空航天局(NASA)的开普勒太空望远镜于5月12日第一次观测到开普勒22b凌星现象,12月宣布其发现。[1]它是已知的第一个在类太阳恒星的宜居带轨道上运行的行星,该行星的表面可能存在液态水。

开普勒22b的大小约是地球的2.4倍,[2]其质量和表面组成虽然未知,但排除了类似地球的组成,并且它可能具有富含挥发物质的液态或气态外壳。有证据表明,假设该表面不受极端温室效应加热的影响,那么行星表面温度适中。在没有大气圈的情况下,且反照率和地球一样,那其热平衡温度约为262 K(−11°C),而地球为255 K(−18°C)。

中文名

开普勒-22b

外文名

Kepler-22 b

别名

KOI-87 b、KOI-87.01、KIC 10593626 b

分类

太阳系外行星

发现者

威廉·伯鲁奇

发现时间

12月5日[3]

质量

约 52.8 M⊕(小于该值)[4]

直径

约 30000 km(2.4 R⊕)[5]

表面温度

约 295 K

视星等

11.5 等(恒星 开普勒-22)

赤经

19时16分51秒

赤纬

+47°53′4″

距地距离

600 光年

半长轴

0.849±0.018 天文单位[6]

公转周期

289.862 天(±0.02)[7]

轨道倾角

89.764 度

目录

1.1发现行星

2.2质量和半径

3.3轨道

4.4适居性

发现行星

编辑播报

5月12日,开普勒太空望远镜在刚刚开始科学运作的第三天,就观察到了Kepler-22b在其恒星前的第一次凌星。12月15日发现其第三次凌星。之后,斯皮策太空望远镜和地面观测提供了更多的确认数据。12月5日,公布该颗行星的发现。[1]威廉·伯鲁奇(William Borucki)是NASA加州艾姆斯研究中心的科学家,也是开普勒望远镜项目的首席科学家,同时是他领导了这个发现。

开普勒-22b想象图

质量和半径

编辑播报

开普勒22b的半径大约是地球的2.4倍。[2]它的质量和表面组成仍然未知,[1][8]仅建立了一些非常粗略的估计:在3σ置信极限下,它质量小于地球质量的124倍,在1σ置信区间下,它质量小于地球质量的36倍。[9]Kipping等人采用的模型。()无法可靠地检测到质量(最佳拟合值仅比1σ置信区间稍大)。[4]

被科学家称为“水世界”的开普勒22b可能是一颗“海洋行星”。尽管开普勒22b与GJ 1214 b不同,但它也位于适居带,因此它可能也与富含水的行星GJ 1214 b相类似。通过对恒星系统的径向速度测量,已经排除了少于1σ不确定性的类似地球的组成。[9][10]因此,它可能具有更易挥发的,具有液态或气态外壳的成分;[11]这将使其类似于已知的最小气体行星开普勒-11f。

轨道

编辑播报

开普勒22b是围绕开普勒22公转的太阳系外行星。[1][8]位于天鹅座,距地球约587光年(180秒差距)。它是由开普勒太空望远镜于12月发现的。[12]

母恒星开普勒22是一颗G型恒星,其质量比太阳小3%,体积小2%,表面温度为5,518 K(5,245°C),而太阳的表面温度为5,778 K(5,505°C)。[13]这颗恒星大约有40亿年的历史。[14]相比之下,太阳已有46亿年的历史。[15]开普勒22的视星等为11.5,这意味着它太暗,以致不能用肉眼看到。

当前可获得的行星轨道参数仅有轨道周期(大约290天)和倾角(大约90°)。从地球上看,开普勒22b可以在其母恒星的圆面上定期通过发生凌星现象。[16]为了获得有关行星轨道细节的更多信息,需要使用其他的行星探测方法,如径向速度法。开普勒-22b自从发现以来就已在它本身上执行过此类方法,但这些方法尚未检测到行星偏心率的准确值,因此(截至3月)天文学家仅表态了该行星质量的上限。

开普勒系外卫星搜索项目(HEK,The Hunt for Exomoons with Kepler)研究了开普勒太空望远镜对该行星的光度测定,为了找到任何可能由轨道卫星引起的凌星时间和持续时间变化的证据。不过结果是没有发现这种变化,因此排除了质量大于0.54地球质量的开普勒22b卫星的存在。[4]

适居性

编辑播报

开普勒22b距离其母恒星开普勒22的距离要比地球距离太阳少15%。[16]但从开普勒22b的母星所发射出的光辐射比太阳少25%。[12]综合考虑较远的平均距离和较低的光辐射,行星表面存在适合生命生存的温度,但前提是假定该行星表面没有极端的温室效应加热。

科学家预测如果该行星无大气层,其表面热平衡温度大约是-11 °C。如果有类似地球因为大气层造成的温室效应,该行星表面的温度大约是22 °C]。但如果开普勒22b在高度椭圆的轨道上运行,其表面温度变化将非常大。最近的估计表明,开普勒22b处于以当代金星和早期火星限定的经验宜居带中的可能性超过95%(基于这些行星何时可能支持宜居条件的估计),但位于环绕恒星的传统适居带的概率少于5%(根据一维无云辐射对流模型估算)。[4]

开普勒-22系统的适居带与太阳系比较。

要注意的是,开普勒22b可能因为其体积过大而难以存在生命。其状态可能比较不像地球,反而较接近海王星,拥有一个岩石核心和液体与气体混合的表面,或者完全是液态海洋的表面。无论如何,开普勒项目的一位科学家娜塔莉·巴塔尔哈(Natalie Batalha)推测“如果行星主要是海洋,岩石核心很小,那么在这样的海洋中生存生命就不会没有可能。”。[17]该行星存在生命的可能性促使SETI在将要执行的研究中把开普勒22b列为优先选项。[18]

这颗行星并不像国内一些媒体所传的那样,是“首颗适合居住的类地行星”。NASA的官方网站在发布这一消息时,使用的标题是“NASA’s Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”,正确地翻译成中文应该是“NASA开普勒计划证实它的首颗位于类太阳恒星宜居带中的行星”这里的“首颗”,指的只是开普勒计划证实的首颗,而并非天文学家发现的首颗宜居行星。

开普勒探测器必须观测到4次星光变暗,才能确定这一现象确实是由行星遮挡星光所致——这一步骤就叫做“证实”。在2月开普勒公布的行星候选者中,可能位于“宜居带”中的共有54颗,而此次宣布的“开普勒-22b”就是其中第一颗得到证实的行星。在最新公布的行星候选者中,可能位于“宜居带”中的仍有48颗。因此,这也是最适于人类宜居的星球。[19-20]

Kepler-22 b 各项参数

词条图册更多图册

格利泽411b距离地球8光年,

天文学家在太阳系外发现了很多巨大的类地行星,因其大于太阳系内的类地行星又明显小于海王星等气态行星,因此将其称为超级类地行星,也称为超级地球。科学家推测这些行星拥有与地球相似的板块构造。[1]

超级类地行星的表面一般都有峡谷、陨石坑和火山。天文学家在我们的太阳系外发现很多巨大的类地行星,他们将之称作超级类地行星,这些庞然大物促使科学家不断对它们与地球之间的相似之处进行种种猜测。哈佛大学的科学家指出,这些像地球的行星将拥有板块构造。

中文名

超级类地行星。

外文名

Super earths

别名

超级地球。

所属星系

太阳系外的银河系左右,具体位置尚不明确

结构

一个主要是铁的金属中心

表面

峡谷、陨石坑、山和火山,可能有水

目录

1.1定义

2.2物理特性

3.▪组成

4.▪温度

5.▪磁场

6.3适居性

7.▪水资源

1.▪板块构造

2.▪研究前景

3.4发现历史

4.▪早期发现

5.▪

6.▪

7.▪

8.▪

1.▪

2.▪

3.▪

4.▪

5.▪

6.▪

7.▪

8.▪

1.▪

2.▪

3.▪

4.5太阳系内潜在的超级类地行星

定义

编辑播报

到,开普勒任务发现的超级地球数量统计

在一般情况下,超级地球只以质量作为判定条件,而温度、成分、轨道参数、适居性或星球环境等条件则不包括在内。超级地球质量上限普遍认为地球质量的10倍(约天王星质量的69%),而下限为地球质量的1倍、1.9倍、5倍不等,在不同的大众媒体下有不同的标准。一些学者进一步指出,在超级地球定义上应该增加是否有显著的大气层;或是不但具有大气层,还有固态表面;或是像海洋行星一样有着广大的海洋且有一层大气层覆盖其上,这种类型的行星没有出现于太阳系内。若系外行星超过地球质量10倍的上限,依照其是否由岩石、冰、或是气体组成成分,确定该行星是否为类地行星或是气态巨行星。[2]

理论上,类地行星可根据岩石种类分为两类,一类以硅化合物为主,另一类以碳化合物为主,像是含碳球粒陨石的小行星。这两类分别称为硅酸盐行星和碳行星。自1995年发现第一颗超级地球后,天文学家又陆续探测到上千颗超级地球。由于多数超级地球距离太远,天文学家无法直接通过普通天文望远镜用肉眼观察,而只能依靠光谱分析等探测方式间接测算出超级地球的存在。

物理特性

编辑播报

组成

在科学计算上,如果可以同时利用径向速度及凌日法侦测到某超级地球,那该星球的质量与半径便可确定,并可延伸计算出出该星球的平均总体密度。低密度的星球可能是由氢和氦元素组成,类似于迷你海王星;中密度的星球主要元素组成可能包括水,类似于海洋行星,或是该星球内部有一颗密度大的核心,但外围被一层广大的气体覆盖着,类似于较小的气体行星。另一项常用的推论条件是当某超级地球的星球半径大于地球半径1.5倍条件下,其密度随星球半径增加而增加;但若是其密度随星球半径增加而下降,则该行星可能是其内部为岩石核心,但其被一层气体包覆着;这推论条件主要建立在观察过65个小于地球半径4倍的超级地球统计数据。高密度的超级地球推论是由岩石、金属或岩石与金属混和组成的,如地球和太阳系其它类地行星。而在超级地球内部可能是分层不明显,部分明显或内部分层完全明显。哈佛大学天文系研究人员开发了一款在线工具来分析超级地球的组成。[2]

鉴于超级地球相对较大的质量,它们与地球在物理特性上有着一定的差距。一份以戴安娜·巴伦西亚(Diana Valencia)为主的团队针对格利泽876d的研究报告显示,使用经由检测行星及其相应质量的凌日法所测得出来的半径,有可能推测出超级地球的组成结构。计算绕行格利泽876的行星所得出的范围,可以是在9200千米(约为地球半径的1.5倍)的固态行星到地核大到超过12000千米以上(约为地球半径的2倍)有着冰层覆盖表面的液态行星。在这半径的范围之内,超级地球格利泽876d的表面引力为3.3g与1.9g之间。强大的表面引力是超级地球的主要特征,通常大于海王星与土星这样的行星,在某些情况下则大过木星。[2]

温度

由于大气层的影响,无法测量超级地球上的反照率、温室效应与表面温度,通常只能得知该行星的平衡温度。例如:地球的平衡温度为254.3 K(-19°C),这是由于地球上的温室气体让地表温度能保持温暖;但像金星的平衡温度为184.2 K(-89°C ),然而金星表面实际温度却是737 K(464°C),因其浓厚的大气层让热量无法散发出去。在以上的例子可以得知,无法从行星平衡温度来推算外星球的反照率、温室效应与表面实际温度。

磁场

地球磁场主要成因为地球内部的液态金属外核,但在超级地球上,其质量高的状况下在超级地球内部会产生高压,伴随着超级地球内部核心组成成分黏度更大,熔点也更高,导致内部核心地核与地幔分界不明显,成为无核心之星球。如果能在某个超级地球的岩石中找出氧化镁的存在,可推估氧化镁会以液态形式存在于超级地球内部,从而可推导出该星球地幔处可产生磁场。[3]

适居性

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水资源

欧洲空间局的赫歇尔太空望远镜发现另一个恒星系统中外围庞大小天体(彗星等)集群并不是罕见的,在早些时候,该望远镜也对著名的北落师门恒星系统进行观测。使用红外波段的观测技术可透过外围厚厚的尘埃盘,天文学家可以估计该恒星系统中有多少颗彗星在进入内侧轨道后被摧毁。科学家也假设了恒星系统中运行在轨道上的行星与彗星发生碰撞的事件,通过这些模型得出北落师门外围岩屑盘存在2600亿至83万亿颗彗星,而太阳系外围的奥尔特云中的彗星数量被认为与此相类似。这项观测也对行星上演化出海洋进行推测,扩展了类地行星的可居住性和潜在的可居住系外行星。

在缺乏大质量气态行星(诸如土星和木星)的恒星系统中,位于内侧轨道的行星可避免大质量彗星的轰击,相反的是,较小的类海王星天体可使内侧轨道行星保持稳定的小型流星雨袭击。正因为如此,格利泽581与室女座61恒星系统正在受到外层盘状物质群中大量小彗星长期的撞击。考虑到格利泽581恒星系统已经有近20亿年的演化史,那么内侧轨道行星可能蕴藏着相当大的水资源。[4]

板块构造

类地行星是以硅酸盐石作为主要成分的行星。它们跟类木行星有很大的分别,因为那些气体行星主要是有氢、氦、和水等组成,而不一定有固体的表面。类地行星的结构大致相同:一个主要是铁的金属中心,外层则被硅酸盐地幔所包围。它们的表面一般都有峡谷、陨石坑、山和火山。

开普勒-22b

板块构造(巨大的板块运动组成地球的固体外壳)是造成地震、火山和其他地质学事件的主要原因。事实上,它们已经支配了地球的地质学历史。地球是已知的仅有的一颗拥有板块构造的行星,相关人员提出,这种运动是生命进化的一个必要条件。哈佛大学的行星科学家黛安娜·巴伦西亚和她的同事们在《天体物理学》杂志上发表的一篇论文中预言,超级类地行星(它们的体积是地球的1到10倍)拥有板块构造将会满足它们维持生命的一个需要。巴伦西亚认为一些超级类地行星可能位于它们的太阳系中的‘可居住带’内,这意味着它们与母星之间的距离正适合液态水存在,因此也适合生命存在。最终,只有这些行星的热和化学演变将决定是否它们可以居住。但是这些热和化学性质与板块构造的关系非常密切。

通过详细的模型,科学家发现了超级地球的行星内部结构,巴伦西亚和她的科研组测定了与板块的厚度有关的超级类地行星的质量,和板块承受的应力值。这些压力(非常缓慢的地球地幔对流的一部分)是导致板块变形和俯冲(一个板块沉到另一个板块的下方)的主要驱动力。对那些比地球大得多的行星来说,这种驱动力将比地球的更大。这个科研组发现,当行星质量增加时,它的切应力会随之增加,而板块厚度会变薄。这些因素削弱了板块,导致板块俯冲发生。板块俯冲是板块构造的基本组成部分。他们的研究结果显示,对更大的类地行星来说,上述因素更加必不可少。

研究前景

已经被发现的超级地球还只是冰山一角,而随着现代观测手段的进步和新一代技术革新,发现超级地球的速度会越来越快。越来越多的专门用于发现系外行星的太空望远镜被送入太空,比如CoBoT、开普勒太空望远镜、凌日系外行星巡天卫星(TESS),它们将不断寻找适合居住的类地行星。将来,人类将可能找到围绕着类 似太阳这样的恒星公转、并且真正适合人类居住的系外行星,科幻小说中经常出现的星际移民将可能成为现实。

发现历史

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早期发现

1992年,亚历山大·沃尔兹森(Aleksander Wolszczan)与戴尔·费雷欧(Dale Frail)在发现脉冲星PSR B1257+12旁存在系外行星,其中外围的两颗行星质量皆为地球的4倍左右。这些行星也是最早被发现的系外行星。

格利泽876d想象图

,尤金尼亚·里维拉(Eugenio Rivera)领导的一支团队发现了首颗围绕主序星的超级地球,因其围绕格利泽876(Gliese 876)公转,而被命名为格利泽876d(Gliese 876 d)。而在其之前,已有两颗体积近似木星的类木行星在其星系中被发现。格利泽876d的质量估计是地球7.5倍,轨道周期相当短,只有两天左右。鉴于格利泽876d的与日距离,它表面温度可达430-650开尔文,无法支持液态水的存在。[5]作为超级类地行星,格利泽876d可能存在活跃的火山活动,可以照亮夜面,可以在太空中被看到。

OGLE--BLG-390L b想象图

1月25日,拉西拉天文台的天文学家用微引力透镜法在银河系核心深处发现一颗和地球非常相似的行星OGLE--BLG-390L b。这颗行星半径为地球的1.69倍,质量是地球的5.5倍,距离太阳系21500±3300光年,也是最远的系外行星之一。[6]同年5月18日,Christophe Lovis发现了一颗质量10倍于地球的系外行星HD 69830 b。它围绕着一颗类太阳恒星运行,轨道半长轴仅有0.0785天文单位,公转周期只需要8.6667天。后期的研究认为,如果它是气态巨行星,可能不会以这种形式留在距离恒星这么近的地方。那么,HD 69830 b很有可能是一颗超级类地行星,模型预测它的潮汐热会使表面的热通量高达大约55 W/m2,这是火山遍布的木卫一的20倍。[7]

格利泽581c与地球和海王星比较

4月,由斯特凡·乌德里(Stéphane Udry)所领导的一支瑞士团队,宣布在格利泽581(Gliese 581)发现首颗位于宜居带的超级地球。格利泽581c(Gliese 581 c)的表面有可能存有液态水,质量为地球的5倍,与母恒星格利泽581距离为0.073天文单位(1100万千米),位于宜居带内边缘。其平均温度(不考虑来自大气的影响),按金星反照率计算为-3℃,按地球反照率计算为40℃。后续研究认为,格利泽581c可能有与金星一样的失控温室效应。[8]

6月2日,天体物理学家戴维·本内特(David P. Bennett)使用微引力透镜法发现了MOA--BLG-192Lb,合作宣布了该行星。[9]这颗行星大约有3.3个地球质量,围绕着一个褐矮星运行。 这是当时发现的最小的系外行星。MOA(Microlensing Observations in Astrophysics)是一个由新西兰和日本研究人员的合作项目,在南半球使用微引力透镜来观察暗物质、太阳系外行星、恒星大气层。

6月,欧洲研究人员宣布在恒星HD 40307周围发现了三个超级地球,该恒星的质量仅比太阳小。 三颗行星质量下限分别为地球质量的4.2、6.7和9.4倍。欧洲南方天文台科学家团队使用位于智利拉西拉天文台的高精度径向速度行星搜索器(HARPS,High Accuracy Radial velocity Planet Searcher)通过径向速度法检测到这些行星。[10]此外,同一团队还宣布发现了另外一颗超级地球HD 181433 b,绕着HD 181433轨道运行,其质量是地球质量的7.5倍。这颗恒星还另外拥有两颗类木行星。

CoRoT-7 b想象图

2月3日,法国领导的CoRoT望远镜(Convection, Rotation and planetary Transits)团队宣布发现了柯洛7b(COROT-7 b)行星,其质量估计为4.8地球质量,轨道周期仅为0.853天。对COROT-7 b的密度估算表明,该岩石成分包括岩石硅酸盐矿物,类似太阳系内的4颗类地行星,这是一个新的重要发现。紧随HD 7924 b之后被发现的COROT-7 b,是首颗围绕G型或更大主序列恒星运行的超级地球,之前发现的超级地球都围绕红矮星运行。由于轨道半长径只有0.017天文单位,该行星的表面温度极高,达到了1000-1500°C。在如此高的温度下,其上可能布满了熔岩和水蒸气。[1]

Gliese 581恒星系统与太阳系比较

9月29日,美国国家科学基金会的天文学家们9月29日宣布发现一颗迄今为止与地球最类似的星球,它的部分区域环境与温度适合人类居住。这颗名叫Gliese 581 g的行星位于天枰座星群,环绕比太阳小许多的红色恒星Gliese 581运行。该恒星距离地球20光年,天文学家已经找到6颗绕Gliese 581运行的行星。另外5颗(Gliese 581 b到Gliese 581 f)都不位于适居带内,然而Gliese 581 g正好在可居住区内,它的温度不会太热或太冷,可以维持液态水的存在。Gliese 581 g很可能是一颗岩石星球,表面或许有水和大气层,它的直径大约是地球的1.2到1.4倍,质量大概是地球的3.1到4.3倍,引力与地球相近,其表面平均温度在零下31度到零下12度之间。它所围绕运行的这颗红矮星的温度只有太阳的1/50,体积是太阳的1/3。Gliese 581g绕恒星运行一圈只要37天,而且它的一面是永远对着“阳光”,另外一面则永远处于黑暗之中。所以它朝阳的这面可能很热,温度可达100多度,背光的一面的温度则可在零下几十度。

5月初由麻省理工学院、哥伦比亚大学、哈佛大学、加州大学圣克鲁斯分校组成的国际天文学家小组正式公布了55 Cancri e的发现,环绕着编号为55 Cancri A的恒星,公转一周仅需18个小时。也就是说,在该行星上看到的太阳比地球上看到的大60倍,亮度大3600倍。行星表面温度2700摄氏度,麻省理工的天文学家认为如此高的温度不可能存在大气结构,但也有一些科学家相信足够强的引力能留住部分大气。由于主恒星有着较高的亮度,所以能进行许多较为敏感的测量。通过该行星可以对行星形成、演化以及整个生命周期进行充分研究。

55 Cancri e的想象图

由55 Cancri A恒星构成的行星系统,第一颗行星于1997年由加州的一个研究小组发现,命名为55 Cancri b。在其后的五年内,该小组又发现了另外两颗行星,也就是55 Cancri c和55 Cancri d,到了,德州的研究小组发现了55 Cancri e,发现的一颗在,也是该行星系统第五颗行星55 Cancri f。这五颗行星的发现过程都是基于多普勒技术,恒星由于附近行星的引力作用,会产生摇摆现象,进而通过测量星光波长的变化确定行星的参数。哈佛的天文学博士研究生Rebekah和加州圣克鲁斯分校的系外天体专家Daniel,重新分析了的数据,认为55 Cancri e的轨道周期要比原先认为的要小,之后麻省理工学院的Winn和史密森天体物理中心的Matt Holman天文学家申请动用MOST空间望远镜进行观测,发现凌日现象发生周期只有17小时41分,符合前者的分析,而恒星光线在每次凌日时只变暗1/5000,这些数据还得出了结论:这颗行星的直径大约在21万公里,比地球大60%左右。

GJ 1214b围绕一颗红矮星运行

2月20日,天文学家发现一颗新的行星GJ 1214 b。这颗系外行星属于超级地球,其大气层可能含有充沛的水蒸气或被厚厚的雾所笼罩。因此天文学家认为,那里可能有不同的物质存在。美国天文学家用哈勃太空望远镜观察了这颗类地行星,它距地球仅40光年,环绕着一颗昏暗的红矮星运行。GJ 1214b的直径约为地球的2.7倍,其质量是地球的7倍。该星球温度很高,可能达到230摄氏度,因此那里可能有不同的物质存在。这是第一颗发现拥有大气层的超级地球,其他都是气体巨星。另据估计,这颗行星75%的表面区域是被水蒸气覆盖的,所以待在上面极有可能感觉像在蒸桑拿。但这已是人类作出此类观察后发现的温度最低的行星。哈佛-史密松森天体物理中心的主要研究人员伯尔塔说:“GJ 1214b不同于我们已知的所有星球。”[11]

11月,天文学家四发现可能适宜生命居住星球的HD 40307 b,体积相当于地球的7倍。恒星HD 40307位于绘架座,距地球约42光年,有三颗行星环绕,但是通过高度灵敏的数据滤波方法计算,该恒星系统还存在另外三颗行星。最远端的一颗行星处于“最佳位置”,与恒星的距离恰巧可使液态水存在。[12]

开普勒62与太阳系比较

4月,美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的威廉·博拉奇(William Borucki)领导的开普勒任务团队,发现有5颗行星在一颗类似太阳的恒星开普勒62(Kepler-62)的宜居带中运行,距离地球1200光年。这些新的超级地球的半径分别是地球的1.3倍,1.4倍,1.6倍和1.9倍。这两个超级地球的理论模型开普勒62e(Kepler-62 e)和开普勒62f(Kepler-62 f)都可能都有固体表面,或者由岩石或者由岩石与水冰共同组成。[13]

Gliese 667 C c上三个太阳的日落

6月25日,欧洲南方天文台宣布发现了3颗超级地球绕着恒星Gliese 667 C运行,另外两颗行星均不适宜已知生命,理论上Gliese 667 C c可能存在生命。Gliese 667三恒星系统位于天蝎座,离地球约22光年远。红矮星Gliese 667 C本身是这个三恒星系统最外围的成员,而它又拥有三颗行星。Gliese 667 C c在恒星Gliese 667 C的适居带中运行,与距恒星的距离使温度恰好适合水以液态形式存在,而不是被恒星辐射剥离或永久地冰冻在冰中。[14]

开普勒10c与地球、海王星比较

5月,早前发现的开普勒10c(Kepler-10 c)被确定具有与海王星相当的质量(17个地球质量),根据半径2.35R⊕计算的密度表明,它是当时已知最大的可能主要具由岩石构成的行星。开普勒10c远高于“超级地球”一词通常使用的10个地球质量上限。因此,有人提出了巨无霸地球(mega-Earth)一词。然而,在7月,对HARPS-N和HIRES数据进行的更仔细的分析表明,开普勒10c的质量比原先想象的要小得多,而是大约7.37(6.18至8.69)地球质量,平均密度为3.14 g/cm3。 更准确地确定的开普勒10c质量表明,岩石成分不占主导地位,该行星可能几乎完全由挥发物组成,其中主要成分是水。[15]

Kepler 452 b想象图

1月6日,美国国家航空航天局宣布了开普勒太空望远镜发现的第1000颗系外行星。 发现新近确认的系外行星中的三个在其相关恒星的宜居区域内运行:其中两个是开普勒-438b(Kepler-438 b)和开普勒-442b(Kepler-442 b)接近地球大小。 第三个是开普勒440b(Kepler-440 b),是超级地球。7月23日,美国国家航空航天局宣布发现开普勒452b(Kepler 452 b),这颗行星直径是地球的1.6倍,地球相似指数(ESI)为0.83 ,位于距离地球1400光年的天鹅座。这是截至,发现的首个围绕着与太阳同类型恒星旋转且与地球大小相近的宜居行星,有可能拥有大气层和流动水,被称为”地球2.0“或“地球的表哥”。[16]

7月30日,《天文学与天体物理学》杂志发表一个六行星系统HD 219134的文章,其中三个超地球围绕一颗明亮的矮星运行。 HD 219134是在仙后座种距离地球21光年的一颗恒星。 轨道最短的行星是HD 219134 b,但它不在其恒星的宜居区域。[17]

比邻星b表面的想象图

8月,天文学家宣布探测到比邻星b(Proxima b),这是一颗地球大小的系外行星,位于离太阳最近的比邻星(Proxima Centauri)的宜居带中。不过比邻星是一颗红矮星,会不定期的产生强大的耀斑,强烈的紫外线辐射对发展生命非常不利。[18]比邻星b是距离地球最近的系外行星,也是距离地球最近的超级地球。突破摄星(Breakthrough Starshot)项目正在研发的星际微型太阳帆船队,准备经过数十年的旅行对比邻星开展飞掠观测。

2月16日,一个国际天文学家团队发现了60颗围绕临近太阳系的恒星系统运转的新行星,其中包括一颗表面多为岩石的超级地球Gliese 411 b(Lalande 21185 b),Gliese 411是距离太阳仅8.31光年,是第四近的恒星系统。Gliese 411 b质量至少为地球的2.69倍,公转周期12.946填,但是这颗行星太热,生命无法在其表面生存。[19]

TRAPPIST-1系统7颗行星与太阳系类地行星比较

2月,天文学家在TRAPPIST-1周围发现7颗类地行星,行星总数仅次于太阳和开普勒90(Kepler-90),是已知拥有最多类地行星的恒星系统,超过了太阳系的4颗。TRAPPIST-1是一颗表面温度极低的超冷红矮星,距离地球约39.13光年(12.0秒差距),天球上位于宝瓶座。TRAPPIST是智利拉西拉天文台的凌星行星及原行星小望远镜(TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope)项目。[20]

巴纳德星b环境想象图

K2项目是开普勒太空望远镜在4个反应轮中的2个失灵后开展的第二阶段任务。2月,K2项目发现了超级地球K2-141b,这是一个超短周期行星(ultra-short period planet,USP),绕主恒星K2-141(EPIC 246393474)公转周期仅为0.28天(6.72小时)。[21]3月,K2项目还发现了另一个半径为地球1.64倍的超级地球,K2-155d。[22]6月,天文学家宣布发现波江座40b(40 Eridani b),距离太阳系仅16光年。11月,研究人员发现距离地球6光年远的一颗超级地球巴纳德星b(Barnard b或GJ 699 b),围绕巴纳德星(是距离地球第二近的恒星)运行。巴纳德星b被认为极度寒冷,温度与木卫二相似,约为摄氏零下150度。[23]

7月,凌日系外行星巡天卫星(TESS,Transiting Exoplanet Survey Satellite)团队宣布发现距离地球31光年超级地球GJ 357 d,其质量至少为地球的6.1倍,位于长蛇座。[24]

太阳系内潜在的超级类地行星

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可能存在的行星九(Planet X)的想象图

太阳系没有已知的超级地球,因为地球是太阳系中最大的类地行星。更大的行星,比如天王星,质量至少是地球的14倍,并且较厚的大气层,没有明确的岩石或液体表面。木星、土星、天王星、海王星被统称为气态巨行星,天王星、海王星又称为冰巨星。 1月,有人提出在太阳系中假设存在的第九行星(行星九,Planet X)可能是一个超级地球,以解释6个外海王星天体的轨道行为,但据推测也有可能是冰天王星或海王星之类的冰巨星。[25]根据的精确模型推测,其质量限制在5个地球质量之内,因此行星九很可能是超级地球。

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格利泽887c距离地球11光年,

格利泽876c是一颗环绕红矮星格利泽876运转的系外行星,其轨道周期仅为外层行星的一半,这导致科学家最初将中央恒星的视向速度的变化归结于格利泽876b轨道的高离心率。

中文名

格利泽876c

轨道周期

30.48地球日

发现日期

2001年4月

类型

行星

其轨道周期为30.48地球日。2001年4月,科学家发现了该行星,它是环绕其中央恒星运行的第二近行星。在发现该行星之前,科学家已经在格利泽876系统中发现了一颗系外行星格利泽876b。2001年,科学家通过对格利泽876视向速度变化的进一步分析,认为在该系统中存在第二颗系外行星,它被命名为格利泽876c。

卡普坦b星距离地球13光年,

地球可以存在多久?理论上,当太阳膨胀,地球就会被吞没。算下来,地球从形成到毁灭不足100亿年。

或许有人认为这已经足够漫长,但实际上,和宇宙诞生之初就已经形成的古老世界相比,100亿年也仅仅只是开始。这是13光年外的卡普坦星,它的大小和质量只有太阳的1/3。正因为此,这颗红色次矮星的寿命得到了极大辅助延长。

据计算,其轨道中的卡普坦B形成至今已有115亿岁高龄。也就是说,在银河系诞生之初,这颗系外行星就已经存在,它见证了银河系从小到大的漫长过程。而且,尽管卡普坦星小于太阳,但行星卡普坦B却是一颗处在宜居带的超级地球。这不仅代表卡普坦有着远大于地球的广阔世界,还意味着地表液态水在这个世界成为了可能。在宇宙中,超过百亿年的古老行星并不在少数,

真的很难想象,如果这些行星存在生命会演化到何种地步。

古老系外行星的发现提升了人们对外星智慧生命的展望,宇宙生命也许比地球上可以期待的时间延长了数百亿年,随着科学家发现越来越古老的宇宙“太阳系”,人们在不久的将来很可能发现一个又一个位于生命宜居带的古老行星。如果在古老的系外行星上存在生命的可能,那么人们对宜居行星的概念和宇宙古老生命的演化史将获得全新的理解。

今年1月份,由英国伯明翰大学天文地震学、或“星震学”领域的科学家蒂亚戈·坎澎替领衔的一支研究团队发布了一项天文成果:五颗小型的岩石态的行星非常靠近一颗古老的恒星旋转,该恒星被命名为开普勒——444,开普勒行星使命搜索器发现了这个古老的恒星系,而坎澎替的团队收窄了恒星开普勒——444和它的五颗行星的年龄,它们的年龄为令人惊奇的112亿年。恒星系开普勒——444的年龄几乎是我们太阳系的2、5倍,恒星开普勒——444的五颗行星没有一颗进入宜居带的范围,五颗行星距离主恒星太近,炽热高温的行星表面不可能孕育生命。然而,坎澎替给出了另一种科学的解释,对非宜居带行星的发现为科学家进一步寻找古老的宜居行星提供了指南,这是一个巨大的跨越,对古老宜居带行星的发现时刻将会到来。

对古老星系的发现给天文学家带来了很大希望,很可能存在其它宜居的古老世界,科学家暂时不能探测到它们,有了大数据计算工具的支持,他们还需要足够多的观测时间,后续的大量观测将会证明他们的猜测,生命是否存在了数十亿年?这一人们最感兴趣的话题还没有一个最终的答案,猜测和推理不能代替观测的证实,如果智慧生命如同开普勒——444一样古老,人们由此会提出各种问题:他们是继续存在、还是早已灭绝?延续或者毁灭都是一个未知的难题。《天体物理学杂志》发表了坎澎替天文团队的研究成果,题目是“带有五颗亚地球尺寸行星的古老系外恒星系”。

研究人员使用位于莫纳克亚山峰的 W.M.凯克望远镜对开普勒-444进行了观测,以期望对它的化学成分有更多的了解。恒星开普勒-444缺少铁元素,但所谓的“阿尔法元素”含量却很丰富,诸如:硅、碳、氮和氧,“阿尔法元素”在宇宙第一批恒星的爆炸中形成,最早期的古老恒星在“百炼成钢”的燃烧中耗尽自身的燃料,恒星内部生成的元素被抛向广阔的宇宙空间,这些分散的物质元素逐渐聚合起来,构成了恒星开普勒-444周围行星的物质来源,而这些行星的物质成分有点令人吃惊。

通常说来,科学家期待“陆地”行星——诸如:水星、金星、地球一类岩石态行星的内部含有大量铁元素,恒星系开普勒r-444的发现却说明,古老的恒星可能创造另一类的行星,它们的主要物质成分是“阿尔法元素”,这意味着岩石态行星可能以多种方式形成,它们在整个宇宙中的存在更为普遍。恒星系开普勒-444不太像我们的太阳系,它的质量比太阳略轻,而五颗伴随行星的轨道十分靠近,它的宜居带起始于大约0.4个天文单位(AU),而最远的一颗行星“蜷缩”在仅仅 0.08个天文单位(AU)的距离上,“亲密无间”的距离大约相当于水星到太阳距离的五分之一。

到目前为止,只发现了很少像开普勒-444一样古老的恒星系,一颗正式取名为“玛士撒拉”的巨型气态行星在本世纪的早期发现,天文学家在发现了这颗年龄大约为127亿年的气态行星,它大于地球年龄的两倍,而我们的太阳系大约在45亿年前形成。天文学家去年发现了两颗行星,“卡普坦”行星的年龄为115亿年,卡普坦是荷兰一位天文学家的名字,其中的卡普坦b和卡普坦c的尺寸可能在超级地球和相对小的海王星之间。另一个之前发现的恒星系开普勒—10的年龄大约为106亿年,它携带的两颗行星也被认为位于宜居带以外,天文学家在发现它时认为,这是两颗炙热的岩石态行星,它们的质量相当于固体的海王星。

为了发现更多类似于地球的行星,强有力的观测工具是必要的条件,NASA计划在发射行星通过勘测卫星(TESS),欧洲航天局计划在2024年发射行星通过和恒星震荡探测器(PLATO),坎澎替团队参加了PLATO项目的计划制定。与开普勒探测器的使命一样, PLATO将搜索像地球一样的行星,它们伴随一颗太阳一样的主恒星。PLATO比开普勒探测器的灵敏度更高,观测的视野更广, PLATO的两大特点有利于发现更多潜在的行星世界,与此同时,TESS将重点开展对更靠近地球的恒星系的探测上,相对近的恒星系更容易成为地面天文台的追踪目标。

(编译:-7-11)

要想在太阳系外找到可能宜居的类地行星,绝非等闲易事。而在迄今已发现并确认的4000多颗系外行星中,只有近三分之一属于类地行星,且多数都距离地球几千光年外。据发表于《科学》(Science)杂志上的一份研究报告称,天文学家在距离我们地球约11光年的地方,找到了2颗“超级地球”,不排除有生命的可能性。

据悉,以德国哥廷根大学天文学家桑德拉·杰佛斯(Sandra Jeffers)领导的天文学家团队通过智利欧洲南部天文台的HARPS光谱仪监测了红矮星“Gliese 887”三个月,结合英澳望远镜、夏威夷凯克望远镜近的监测数据,检测到至少有两个超地球大小的行星环绕着附近的红矮星。他们这两颗超级地球命名为“Gliese 887b”和“Gliese 887c”。

“Gliese 887(格利泽 887)”是一颗红矮星,质量为太阳的一半,寿命约为110亿年,距离地球大约11光年。其中“Gliese 887b”和“Gliese 887c”绕恒星运行一周的时间分别是9.3天、21.8天,前者大约是地球质量的4.2倍,后者大约是地球质量的7.6倍。团队还发现了可能存在的第三颗行星的证据,其轨道周期约为50天,但还需要进一步证实。

Tips:“格利泽(Gliese)”是一个星表的名字,于1957年发布,源于德国天文学家格利泽(Gliese)。这份星表收录了距离20秒差距内的近1000颗恒星。后来随着天文观测技术的进步,秒差距更新为22。秒差距(parsec)是测量恒星距离天文长度单位,1秒差距等如3.2616光年。

由于“Gliese 887”是红矮星(占银河系恒星总数的70%),而在恒星的发展阶段中,红矮星属于相对较小、温度较低的阶段。数据分析显示,这颗红矮星的能量爆发及高能耀斑活动都不太活跃。由于这两颗超级地球的轨道半长轴分别是6.8%、12%,处于宜居带,推测其表面温度大约70°C左右(太热而无法在其表面保持液态水);但这距离有很大机会因潮汐锁定红矮星,即一面固定面向红矮星,永远是白天;另一面则永远是夜晚,预计这两面有很大的温差,就像是月球被地球锁定一般。这意味着它们有可能保留大气层并提供了存在生命的可能性。

杰佛斯表示:“我们知道有成千上万个超级地球或比地球更小的行星,但这些行星中的大多数都绕着遥远的恒星运转。而令人兴奋的是,这些两颗行星离太阳如此之近,它们将为更详细的研究提供最佳的可能性,包括寻找我们太阳系以外的生命。”

尽管这两颗行星是少数大小和轨道都与地球都接近的系外行星,但其是否存在大气层等因素还需要进一步的研究。毕竟对生命来说,光有固体的地表是远远不够的,液态水是重要关键。

可能很多同学都会有疑问,为什么科学家找外星生命总是要先找水?谁说外星生命一定需要水?逻辑很简单,因为他们都质疑过液态水是否是生命的必要条件,并且在几百年来,都无法找到任何离开液态水后保持活动状态的生命证据。反之,我们要寻找外星生命,只能把液态水作为生命存在的必要条件。

格利泽667C(英文: Gliese 667 C )是格利泽667( Gliese 667)系统中最小的恒星,其质量和半径只有太阳的31%和42%,跟格利泽667 A / B 双星的距离在230 AU 左右。它是一颗光谱型为M1.5V的红矮星。这颗恒星在3700 K 的相对较冷的有效温度下,从其外层大气辐射出的亮度仅为太阳亮度的1.4%。这个温度使得恒星发出红色的光芒,这是红矮星特征。这颗恒星的视星等为10.25,绝对星等为11.03。众所周知,它有一个由两颗行星组成的行星系统;有人声称最多有7颗,但由于没有考虑到径向速度数据中的相关噪声,这些说法可能是错

简介 格利泽581d(英语、德语:Gliese 581 d)是一颗系外行星,绕行位于天秤座的红矮星格利泽581,距离地球约20.5光年。它的质量为地球质量的8倍,被认为是一颗超级地球。于发现格利泽581d的科学家小组在4月下旬借由新的观测结果判断该行星位于适居带当中,意味着它可能有液态水或生物存在。

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