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[太空探索] 科学家发现一颗超级地球,距我们22光年,与地球的相似度高达84%

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发表于 2022-5-20 23:18:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 周伯通 于 2022-5-20 23:43 编辑

科学家发现一颗超级地球,距我们22光年,与地球的相似度高达84%

原创2022-05-13 12:30·全面剖析

地球或许并不唯一,当探索宇宙的距离越来越远,探索的速度变得越来越快。寻找一颗比地球质量更大,居住环境更好的星球,也不是不可能。

地球,生命的摇篮,孕育人类文明


什么样的星球,可以激发人类的探索欲,有望成为世界毁灭之前人类逃去的栖息地?这种星球它被称作“超级地球”。

超级地球的定义如何?科学家已经发现了一颗超级地球,既然和地球相似度很高,它是否有着适宜人类居住的条件?除了这颗被发现的星球,还有哪些与地球相似的星球?目前科学家们观测到的这颗超级地球,和地球隔着22光年的距离,堪称地球的孪生兄弟,相似度高达84%。

超级地球示意图


定义超级地球
天文学家把那些和地球相似度高,但是比地球更加巨大的行星称为超级地球。用专业一点的用语来描述,这样的星球叫做超级类地行星,“地”指的就是地球。超级地球被认为和地球一样,经历了板块构造的演变过程,形成了峡谷高山,会受到天外来物“陨石”的撞击,会因为内核物质的运动造成火山喷发。

最早的时候,科学家对超级地球的定义只关注其质量,并将其作为判断的唯一标准。对于是否有适宜的温度、湿度,主要物质、轨道参数、宜居环境一概不提。后来科学家反映,应该在对超级地球的定义中加入是否有理想的大气状况,接着又提出了拥有固态表面的概念。

三分之一“超级地球”是由海洋构成的星球


回过头来说,首先超级地球类似于我们的地球。我们地球除了大气,绝大部分是岩石。根据岩石的种类,可以划分为硅化合物为主的硅酸盐行星和以碳化合物为主的碳行星。迄今为止,人们在可以被观测的宇宙空间里已经发现了超过4000颗超级地球,它们似乎集中分布在银河系的一条宜居带内。

这条宜居带处于银河系中心到银河系边缘之间的位置。银河系的中心恒星密集,黑洞活跃,并不像是宜居星球该待的地方。银河系边缘是一些逐渐脱离银河系的边缘星系,缺乏光和热,也不是正常星球产生的场所。

银河系宜居带与太阳系宜居带


在这个宜居带,存在着宜居的固态行星,有合适的大气包裹行星,减少太空辐射,防止太阳紫外线直接射向表面,减少液态水的蒸发。说到液态水,需要合适的温度。太冷则如同天王星是一颗冰冷的星球,太热则会像金星一样被温室气体二氧化碳覆盖。要知道,金星最热的时候表面温度高达472℃。

有一颗位于宜居带、距离地球22光年的超级地球,最有可能成为人类未来太空移民的首选,它位于天蝎座三恒星系统的格利泽667C恒星系。

与地球最相似的几个系外行星


格利泽667C恒星系
格利泽667C恒星系仅是太阳恒星系的三分之一,光线也比太阳暗,温度还比太阳低。在发光发热的恒星系中,格利泽667C显得那么不起眼。不过格利泽667C恒星系的温度还是比地球略高一些,如果我们人类来到这个恒星系,它将提供比地球更为广阔的生存空间,很可能资源也比地球要丰富很多。

关于格利泽667C恒星系是否有外星生命,科学家更为详细地探索了格利泽星系的情况。就像太阳,以太阳为核心形成了太阳系。格利泽也拥有环绕其运转的众多行星。有7颗低质量的行星在近距离轨道围绕格利泽667C公转,根据对这7颗低质量恒星的进一步探索,科学家至少发现了5个信号,证明格利泽星系的某些低质量恒星可能存在生命。

格利泽667C恒星系的所处位置示意图


再来更进一步了解这7颗环绕格利泽667C的行星。其中3颗岩石行星具有很好的宜居性,这三颗中一颗叫做”Gliese 667Cc”的岩石行星是格利泽667C星系中最靓的仔。下面我们简称它为G667Cc。

地球和系外行星上的黄昏艺术渲染图


G667Cc的一年只有大约28个地球日,连地球的一个月不到,所以在G667Cc过日子,会有一种度年如月的感觉。G667Cc和地球的相似度高达84%,受到的光照差不多是地球的90%,大部分是电磁辐射,不可见的红外线占大多数。G667Cc由于吸收了更多的电磁辐射,它的表面温度会比地球高一些,更靠近格利泽星系宜居带的“热”边缘。

格利泽667C中类地行星的构想图


适宜的光照和热量,塑造了宜居的生存环境。既然G667Cc和地球有着高达84%的相似度,我们可以认为它具有一些适宜人类居住的条件,那么有哪些条件呢?

超级地球的构想图


G667Cc的宜居条件
格利泽667C恒星系的光热条件和质量都是比太阳小的,所以G667Cc从恒星接收到的光热,以及受到的引力作用,都比不过地球。如果太阳给予地球的光热是100%的话,G667Cc受到的光热转化为能量大约是90%。

身处格利泽667C恒星系的宜居带,是G667Cc的幸运之处。它拥有合适的温度,所以很大概率有液态水的存在。有水就意味着可能有生命的孕育。我们知道,生命的诞生离不开水、碳和氧,目前条件已经具备其一,那是不是具备了产生氧气,出现碳基生物的基础呢?

是否存在液态水是生物能否存在的关键


不过G667Cc并不是那么十全十美。因为它的光线没有经过很好地“过滤”,其中一部分光是红外线,对地面及可能存在的生物还是有一定杀伤力的。我们目前也无法去到这颗距离地球22光年远的行星,探测液态水的存在,只能用天文望远镜知晓它的距离、观察大概的形态。

对于格利泽G667C这颗恒星而言,产生的耀斑和强烈的高能带电粒子也会影响G667Cc的环境。也许随着时间的推移,它和地球的相似度会逐渐减小,变得不那么像地球,也就不太有可能适宜人类居住了。

格利泽G667Cc的各项数据分析图


我们对格利泽667C和G667Cc的观测依然在继续,同时也在尝试发现第二个、第三个超级地球并进行观察。那么通过太空射电望远镜以及“天眼”等设备,我们还发现了哪些与地球相似的星球呢?

更多的超级地球被发现
和G667Cc一样,属于格利泽667C这个母恒星系、距离地球16光年的G832C也是一颗和地球相似的超级地球。因为它距离格利泽667C的距离比地日距离更近一些,所以G832C所受到来自母恒星格利泽667C的能量辐射接近地球所受到的太阳辐射能量大小。

格利泽G832C构想图


G832C的质量是地球的5倍有余,虽然它的平均温度只有-20度,但厚重的大气层可以提供更好的保温作用,使G832C的体表温度高于这个值。

还有一颗和地球相似度高达99%的超级地球不得不提,它就是距离地球1400光年、位于天鹅座的开普勒452b。它的数据又如何?开普勒452b是NASA发现的一颗类地行星,直径是地球的1.6倍。这还不算啥,关键是它的公转周期,和地球的365天只相差了20天。

开普勒-425系统与太阳系的适居带范围比较


开普勒452b应该是迄今为止,发现和地球最为接近的“孪生星球”了,它位于所属母恒星系的宜居带,拥有和地球相差无几的运转周期。然而就在大家认为卡普勒452b极可能产生液态水,发展出生命物质时,从科学家那边却传来一个不好的消息。

开普勒452b可不是什么地球的表兄,和地球比起来,它的年龄是还要大一些的。地球的寿命是45亿年,开普勒寿命是60亿年,事实上地球和开普勒452b都是老龄星球了。

开普勒452b构想图


科学家表示开普勒452b的衰老速率比地球更快,甚至已经进入衰老阶段了。等我们有幸到达距离地球1400光年的开普勒452b,或许它早就毁灭,不存在了。除非我们能实现虫洞穿越,在地球和开普勒之间打开自由通行的任意门,显然,这是天方夜谭。

寻找可能存在的每一个地球
不论是格利泽667星系的G667Cc、G832C,还是处于衰退、也许某一天就消失掉的开普勒452b,这些发现都是人类为寻找下一个宜居星球做出的努力。

宇宙那么大,人类所探索的仅仅是千亿分之一


事实上,太阳也在慢慢衰老。也许有一天,我们需要带地球逃离太阳系,就像《流浪地球》上演的那样,不过那是很遥远的事情,是后代的后代才可能会操心的事情。

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