这颗凝视母星的“眼球”,能藏着什么秘密?

百科   2024-09-22 19:15   福建  

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你能想象一颗遥远的系外行星,仿佛一只巨大的“眼球”,凝视着它的母星吗?科学家最近发现的LHS-1140b,就是这样一颗令人着迷的行星。

初识“眼球”行星

2017年,天文学家发现了系外行星LHS-1140b,并将其视为最有希望存在生命的星球之一。它位于距离地球仅约50光年的地方,属于我们银河系的“近邻”。

这颗行星有多特别呢?它的半径是地球的1.73倍,质量是地球的5.6倍,属于比地球稍大的类地行星。更令人兴奋的是,它位于母星的宜居带内——这个区域的温度适中,液态水有可能存在。

“眼球”形态的秘密

乍一看,LHS-1140b就像一只巨大的“眼球”。科学家推测,这颗行星的表面可能完全被海洋覆盖,但大部分区域都被冰层封冻。只有直径约4000公里的液态海洋暴露在外,像眼睛的虹膜一样,永远面对着它的母星。

LHS-1140b可能呈现“眼球”形态,右侧为地球大小对比。图片来源:Benoit Gougeon/蒙特利尔大学

这种奇特的形态是由于行星的潮汐锁定。因为距离母星较近,LHS-1140b的自转周期与公转周期同步,导致同一面永远朝向恒星,另一面则永远处于黑暗之中。这与月球永远以同一面对着地球的原理相似。

生命的蛛丝马迹

要判断LHS-1140b上是否有生命存在,关键在于了解它的大气组成。近期,科学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)对其进行了深入观测。

通过分析行星经过恒星前方时,恒星光穿过大气层的变化,科学家们发现了氮的存在迹象。氮是地球大气的主要成分,其存在意味着这颗行星可能拥有次生大气层,即在行星形成后产生的大气层,而非富含氢的原始大气层。

根据之前的研究,LHS-1140b的密度约为每立方厘米5.9克。这个数据表明,它可能是一颗全球海洋覆盖的水世界,而非小型的气态行星。

结合潮汐锁定的特性,科学家推测:

  • 永夜面:远离恒星的一面温度极低,海洋可能完全冻结,形成厚厚的冰层。
  • 永昼面:始终面对恒星的一面,温度相对较高,冰层融化,形成直径约4000公里的液态海洋。

这种特殊的结构,使得LHS-1140b看起来就像一只凝视着恒星的“眼球”。

在“眼球”行星的永昼面,表面温度可能达到20摄氏度,与地球的宜居环境相似。这为生命的存在提供了可能性。

蒙特利尔大学的天体物理学家Charles Cadieux表示:

“在所有已知的温带系外行星中,LHS-1140b可能是我们间接确认太阳系外液态水的最佳选择。这将是寻找潜在宜居行星的重要里程碑。”

未来的探索

尽管初步发现令人振奋,但要真正确认LHS-1140b的大气组成和宜居性,仍需要更多的观测和研究。

物理学家René Doyon提到:

“在温带行星上检测到类似地球的大气层,正将韦伯望远镜的能力推向极限——这是可行的,我们只需要大量的观测时间。当前氮气存在的迹象需要更多数据来确认。我们至少需要再观察一年,才能确认LHS-1140b是否拥有大气层,可能还需要两到三年,才能检测到二氧化碳。”

LHS-1140b的发现,为我们展示了宇宙中奇特而迷人的世界。一颗“眼球”行星,凝视着它的母星,或许正孕育着未知的生命形式。

随着科技的进步和观测手段的提升,我们有望揭开这只“眼球”背后的秘密。或许,在不久的将来,我们真的能在这颗遥远的行星上,找到生命存在的证据。

Reference
[1]

Giant 'Eyeball' a Perfect Place to Look For Life Outside The Solar System: https://www.sciencealert.com/giant-eyeball-a-perfect-place-to-look-for-life-outside-the-solar-system

[2]

LHS-1140b: A Potential Eyeball Planet: https://arxiv.org/abs/2307.03189


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