一顆行星,,如果想要孕育生命,,需要滿足許許多多復(fù)雜的條件,但其中兩個(gè)條件非常重要,,那就是固體表面和液態(tài)水,。最近,,天文學(xué)家終于在宇宙中找到一顆系外行星,,極有可能滿足這兩個(gè)條件。 這顆系外行星名叫TOI-1452 b,,位于距離我們大約100光年外的天龍座方向,。它的宿主恒星TOI-1452是一顆紅矮星,也就是宇宙中最小的一類恒星,,它和一顆更小的紅矮星組成了雙星系統(tǒng),。 天文學(xué)家是利用美國(guó)宇航局的凌星太陽(yáng)系外行星巡天衛(wèi)星(TESS)發(fā)現(xiàn)它的,也就是通過(guò)它遮擋住宿主恒星的光芒,,證明了它的存在,。通過(guò)其宿主恒星亮度變化的幅度,天文學(xué)家可以推測(cè)出它的半徑,,大約比地球大70%,。 按照慣例,人類首次發(fā)現(xiàn)的某顆系外行星的信號(hào)會(huì)被列為候選名單,,還需要進(jìn)一步的觀測(cè)才能確認(rèn)其身份,。接下來(lái),位于加拿大魁北克省的莫甘迪克山天文臺(tái)的天文學(xué)家對(duì)這顆系外行星進(jìn)行了進(jìn)一步的觀測(cè),,他們確認(rèn)了TESS觀測(cè)到的信號(hào)確實(shí)是由系外行星產(chǎn)生的,,宣布了新的系外行星被發(fā)現(xiàn)。 蒙特利爾大學(xué)的René Doyon教授是莫甘迪克山天文臺(tái)的主任,,也是系外行星研究所(iREx)的負(fù)責(zé)人,,他興奮地說(shuō):“對(duì)于這個(gè)發(fā)現(xiàn),我真的非常驕傲,,因?yàn)樗蔑@了我們的研究人員和觀測(cè)設(shè)備的強(qiáng)大能力,。正是憑借著OMM的一款我們特殊設(shè)計(jì)的名叫SPIRou的設(shè)備,以及我們的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出來(lái)的創(chuàng)新的分析方法,,讓我們有能力觀測(cè)到這顆獨(dú)一無(wú)二的系外行星,。” 一開(kāi)始,,TESS一直以為TOI-1452 b只是圍繞著單獨(dú)的一顆恒星公轉(zhuǎn),。憑借著莫甘迪克山天文臺(tái)OMM望遠(yuǎn)鏡上的PESTO相機(jī),天文學(xué)家才發(fā)現(xiàn),,TESS眼里的一顆恒星其實(shí)是兩顆恒星,,只是由于TESS的分辨率不夠高,,無(wú)法將它分辨為兩顆恒星。這就和我們看遠(yuǎn)處的樹(shù),,只能看見(jiàn)一片綠,,無(wú)法分辨出其中單獨(dú)的一片樹(shù)葉是一個(gè)道理。 進(jìn)一步的觀測(cè)表明,,這兩顆恒星之間的距離大約是97個(gè)天文單位,,也就是差不多145億公里,這是冥王星到太陽(yáng)的平均距離的2.5倍,。 接下來(lái),,研究人員就利用了Doyon提到的SPIRou,這個(gè)設(shè)備可以進(jìn)行紅外光譜觀測(cè),,非常善于觀測(cè)低質(zhì)量恒星,。在進(jìn)行了差不多50個(gè)小時(shí)的觀測(cè)之后,研究人員推測(cè),,這顆系外行星的質(zhì)量是地球的4.8(±1.3)倍,。 通過(guò)質(zhì)量和半徑,天文學(xué)家就能計(jì)算出TOI-1452 b的密度,。按照這個(gè)密度來(lái)算,,它是一顆巖石行星,可以稱得上是超級(jí)地球,。但研究人員發(fā)現(xiàn),,和純粹的巖石行星的模型相比,TOI-1452 b的密度似乎比理論值小得多,。 如果你按照它的質(zhì)量和半徑進(jìn)行基本的計(jì)算,,會(huì)發(fā)現(xiàn)它的密度大約是5.6克每立方厘米,說(shuō)起來(lái)還比地球大一點(diǎn),,為何天文學(xué)家認(rèn)為它的密度比理論值還小呢,?這是因?yàn)樗麄冞€參考了它的宿主恒星的金屬元素豐度,還參考了行星模型,,所以理論上它的密度應(yīng)該比地球大得多,,這意味著有某些密度比較小的物質(zhì)占據(jù)了TOI-1452 b大量的質(zhì)量,這種物質(zhì)就是水,。 在最近的《天體物理學(xué)雜志》上,,研究人員將相關(guān)成果發(fā)表了出來(lái),引起了全世界天文學(xué)家和科學(xué)愛(ài)好者的關(guān)注,。 別看我們總說(shuō)地球有大面積的海洋,,但地球上的水資源真沒(méi)有大家想象的那么多。甚至在整個(gè)太陽(yáng)系內(nèi),,即便是和某些衛(wèi)星相比,,地球的水資源儲(chǔ)量都要遜色得多,,更不用說(shuō)和TOI-1452 b相比了。 計(jì)算結(jié)果表明,,地球上水的總質(zhì)量?jī)H占我們這顆行星的1%左右,,而TOI-1452 b有30%左右的質(zhì)量都是水,可見(jiàn)它確實(shí)是一顆被水牢牢掌控的行星,。在太陽(yáng)系內(nèi),,像木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三、木衛(wèi)四以及土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二和土衛(wèi)六才有相似的水資源比例,,我們的地球和它們相比,,就顯得有點(diǎn)干燥了,。 不僅如此,,根據(jù)TESS的觀測(cè),TOI-1452 b的宿主恒星的亮度變化周期是11天,,這意味著它的公轉(zhuǎn)周期就是11天,。通過(guò)這些數(shù)據(jù),天文學(xué)家也可以了解它的軌道情況,。 結(jié)果表明,,TOI-1452 b距離宿主恒星比日地距離近得多,但其宿主恒星溫度也比太陽(yáng)低得多,,只有大約3185(±50)K,。這意味著水有可能以液態(tài)的形式存在于它的表面,形成巨大的,、甚至可能覆蓋全球的海洋,,同時(shí)還有固態(tài)的冰以及大氣中的水蒸氣。 當(dāng)然了,,這一切結(jié)果,,目前還是推測(cè)的,前提是本次研究的數(shù)據(jù)都沒(méi)有問(wèn)題,。科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,天文學(xué)家們還需要更多的觀測(cè)和分析,才能夠確認(rèn)這些理論,。 研究人員指出:美國(guó)宇航局的詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡就是驗(yàn)證這次研究的最佳工具,,它能夠?qū)ο低庑行沁M(jìn)行光譜分析,判斷其大氣內(nèi)有什么物質(zhì),。比如最近,,它剛剛確認(rèn)了距離我們大約700光年的系外行星WASP 39b的大氣中擁有二氧化碳。 天文學(xué)家認(rèn)為,,在宇宙中,,系外行星——尤其是質(zhì)量介于地球和3.8倍地球質(zhì)量之間的巖石行星——擁有液態(tài)水并不是一件難事,,甚至可能還很普遍,而TOI-1452 b正是這些行星中的代表,,被他們寄予厚望,。 你可能要問(wèn)了,既然是巖石行星,,又有液態(tài)海洋了,,這些行星上是否會(huì)孕育生命呢? 根據(jù)目前人類的觀測(cè)能力,,是不足以明確回答這個(gè)問(wèn)題的,。一顆行星想要孕育生命,除了這兩條基本要求之外,,還需要滿足許多條件,,這些條件都需要人類用更加強(qiáng)大的觀測(cè)設(shè)備或方法來(lái)證明,目前還做不到,。 但是,,考慮到宇宙中的系外行星數(shù)量比海邊的沙子還多,既然液態(tài)水的巖石行星是普遍存在的,,那么滿足其他條件的概率雖然很小,,但乘以這么巨大的基數(shù),還是很有可能存在地外生命的,。連中科院的院士都相信地外生命是存在的,,我們也可以給出一點(diǎn)信心~ |
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