發現兩顆海洋行星:超過50%都是水,還有大氣層,或存在生命

地球是一顆擁有廣袤海洋的巖石行星,其表面有大約70%的面積都是海洋,我們不難想象,假如地球上的水再多一些,那麼整個地球的表面就會被海洋覆蓋。

實際上,如果真是這樣的話,那地球就成為了一顆「海洋行星」,有意思的是,天文學家可能已經發現這種奇異的星球,并且還一次發現了兩顆。

2022年12月15日 ,一個來自蒙特利爾大學的天文學家團隊在《自然·天文學》上發表論文稱,他們在一顆名為「開普勒-138」(Kepler-138)的恒星周圍發現了兩顆海洋行星。

該團隊的研究表明,這兩顆星球的體積和質量都很相似,構成它們的物質超過50%都是水,除此之外,它們還有大氣層,這可以給星球表面的水提供維持液態的壓強,而這也就意味著,那里或許存在生命。

「開普勒-138」是一顆紅矮星,在天空中位于「天琴座」,與我們的距離大約為218光年,觀測數據表明,這顆恒星擁有三顆行星,按從內到外的順序分別為:「開普勒-138b」、「開普勒-138c」和「開普勒-138d」。

在它們之中,「開普勒-138b」是一顆常見的巖石行星,其體積與火星相差無幾,因此并不起眼,而其他兩顆行星就不一樣了。

觀測數據表明,「開普勒-138c」和「開普勒-138d」的半徑都是地球的大約1.51倍,而它們的質量分別是地球的2.3倍和2.1倍,據此可以計算出,這兩顆行星的平均密度都在3.6克/立方厘米左右。

研究人員認為,這兩顆行星的密度非常罕見,因為如果它們的構成物質與地球相似,那麼以它們的質量來講,其自身的引力就會將其「壓縮」得比地球更加致密,其密度就應該比地球更高,但實際情況卻是,它們的密度遠低于地球的平均密度(5.5克/立方厘米),這就說明了它們是以較輕的物質為主。

實際上,這樣的密度與我們太陽系中木星的一顆天然衛星——「木衛二」很是接近(「木衛二」平均密度約為3克/立方厘米),關于「木衛二」,相信大家都有一定的了解,簡而言之,「木衛二」是一顆富含水的星球,盡管它半徑只有地球的4分之1,但它的含水量卻比地球還要多。

所以研究人員初步推測,「開普勒-138c」和「開普勒-138d」可以看成是「放大版的木衛二」,在此之后,研究人員為這兩顆行星進行了計算機模擬,模擬結果表明,它們有超過50%的成分都是水。

值得注意的是,盡管「開普勒-138c」和「開普勒-138d」與它們的主恒星之間的距離比日地距離近得多,但由于它們的主恒星是一顆暗淡的紅矮星,因此這兩顆行星都位于其主恒星的「宜居帶」之中,也就是說,它們的星球表面既不太冷,也不太熱,剛好可以滿足液態水在的條件。

兩顆含水量如此龐大的行星,又剛好位于其主恒星的「宜居帶」中,會發生什麼呢?是的,它們的星球表面很可能完全被由液態水構成的海洋覆蓋,而這樣的行星,其實就是海洋行星。

實際上,這也是該團隊得出的結論,根據該團隊給出的行星模型,「開普勒-138c」和「開普勒-138d」都是海洋行星,它們都擁有一個足夠稠密的大氣層,但與地球不同的是,它們大氣層中的氣體是以水蒸氣為主,而在它們的星球表面,則是一片覆蓋全球的超深海洋,其平均深度至少可以達到2000公里,相對而言,地球海洋的平均深度卻只有大約3.7公里。

(↑左側是地球的橫截面,右側是「開普勒-138c」和「開普勒-138d」的橫截面,因為這兩顆海洋行星很相似,所以只需給出一個模型)

想象一下,在同一顆恒星周圍,運行著兩顆比地球還要大的行星,并且這兩顆行星都擁有規模如此龐大的海洋,那麼生命會不會已經在那里誕生了呢?很明顯,我們不能排除這種可能性,遺憾的是,在未來的很長一段時間里,我們都無法對這種猜想進行驗證,畢竟這兩顆海洋行星離我們太遠了。


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