新发现一颗充满水的超级地球!30是水,仅100光年远,或存在生命
根据一项发表于《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)的新研究[1],天文学家发现了一颗独一无二的系外行星:TOI-1452 b,它的表面被认为覆盖着大量的液态水,这颗行星的30%是由水构成。相比之下,地球上的水只占1%。
在寻找系外行星时,天文学家对于那些表面被液态水覆盖的行星最感兴趣,因为这些行星肯定运行在宜居带中,接收到不多不少的恒星能量。而水被认为是生命之源,所以拥有水的系外行星就有可能存在外星生命。
在地球上,最初的生命被认为是在海洋中进化出来。在生物体内,不断进行着生物化学反应,这些过程需要水的参与,所以生命离不开水。虽然像水熊虫这样的极端生物可以在无水的环境中蛰伏,但复苏过来,仍然需要水。
生命没有氧气可以生存,比如厌氧微生物,但没有水是不行的。水除了参与生物化学反应,而且还能稳定生物体的温度。由于地球是人类目前已知唯一存在生命的星球,我们无从得知其他生命形式,所以在寻找外星生命时,天文学家优先关注那些有水的星球。
水并不是地球特有的,太阳系的很多天体上都有水,例如,月球的永久阴影区中存在水冰,彗星也包含水冰,但这些水是固态的,而我们更希望找到的是液态水。
除了地球之外,太阳系中也有不少星球拥有大量的液态水,只不过它们不在行星上,而在木星、土星的一些卫星上,例如,木卫三、木卫四、土卫六,它们所包含的液态水总量甚至超过了地球。
木卫三的直径约为5268公里,这相当于地球的五分之二。虽然它比地球小,但它的水储量估计是地球的26.5倍。不过,木卫三的表面是光秃秃的,没有大气层,表面平均温度仅为-163 ,没有液态水。事实上,就像其他卫星那样,木卫三的液态水也在地表之下,深度可达数百公里。
在太阳系中,除了地球之外,其他星球的表面都没有被大量液态水覆盖的情况,只能去太阳系外寻找真正类似地球环境的行星。这一次,新发现的TOI-1452 b正是一颗水世界。
在这项新研究中,通过美国宇航局(NASA)的凌日系外行星巡天卫星(TESS),蒙特利尔大学的天文学家发现了一颗表面充满液态水的外星世界TOI-1452 b。它位于北天星座天龙座方向,距离地球只有100光年,这算是地球的近邻。
这颗行星隶属一个双星系统,TOI-1452和TIC 420112587是两颗红矮星,比太阳更小更暗,它们之间相距约145亿公里,相当于冥王星与太阳距离的2.5倍。
TOI-1452 b绕着TOI-1452这颗红矮星转动。TOI-1452的质量估计只有太阳的四分之一,恒星的质量越低,意味着核聚变反应速率越慢,所以也会越冷。据估计,这颗恒星的表面温度约为2900 ,比太阳表面温度低了2600 。
TOI-1452 b距离主恒星只有912万公里,绕主恒星转一圈只需11天,即1年只有11天。虽然TOI-1452 b离主恒星非常近,但主恒星很冷,所以这个距离恰好在宜居带中,这使得TOI-1452 b可能是一颗宜居的行星。
分析表明,TOI-1452 b是一个超级地球,质量估计可达地球的4.8倍,尺寸比地球大了70%。天文学家估计,这颗行星是一颗"海洋行星",它的水储量占整个星球质量的30%,而地球上的水只占自身质量的1%。
既然TOI-1452 b拥有如此多的水,那里就有可能进化出类似于地球的生命。不久的将来,可以通过强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)来进一步研究这颗系外行星的大气层,进而寻找生命的迹象。
如果TOI-1452 b真的存在生命,未来人类也许可以去造访这颗星球。当然,100光年的距离对于现在的人类而言极其遥远,这相当于946万亿公里。以100公里/秒的速度飞向这颗星球,需要长达30万年的时间。即便速度能够达到光速的一半,仍然需要200年的时间。
想要在有限的时间内前往TOI-1452 b,最好的方法无疑就是借助于虫洞。通过负质量物质来打开时空通道,就能从宇宙的一端穿越到另一端,一下子就能到达遥远的宇宙中。不过,虫洞仍然是停留在理论阶段,在可以预见的未来,我们很可能没有能力前往这个外星世界。
反倒是我们要担心,如果这颗星球上早已存在外星智慧文明,他们也发现了地球和人类,并且能够来到地球上,那么,他们的科技水平将远超人类文明,结果可能不是什么好事情。
参考文献
[1] Charles Cadieux1, René Doyon, Mykhaylo Plotnykov, et al. TOI-1452 b: SPIRou and TESS Reveal a Super-Earth in a Temperate Orbit Transiting an M4 Dwarf, The Astrophysical Journal, 2022, DOI: 10.3847/1538-3881/ac7cea.
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