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发现“超级地球”:比地球大,不仅温暖还有水,适合人类居住吗?

 文豪学者 2023-01-16 发布于山东

时隔十几年,《阿凡达2》依旧为人们带来了新的视听盛宴。而影片当中重点描述的潘多拉星,其实就是一颗与地球极为相似的星球,算得上是地球的“表兄弟”。

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潘多拉星和地球看起来十分相似

事实上,这种星球不止存在于电影的架构中,在现实中人们也找到了许多类似地球的行星,它们往往会被称为“超级地球”。

2015年就有这样一颗特殊的“超级地球”被发现,它比地球大,不仅温暖还有水。那么,这颗超级地球到底是谁?那里适合人类居住吗?我们的下一个移民目标行星能否定在这里呢?

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2015年发现的超级地球究竟是什么情况?

越来越多的“超级地球”出现

自从人类第一次飞往太空之后,就明白了终有一日我们会“远游”,而由于距离等原因,在与地球别离之后恐怕就无法再相见了。不过,在留恋、煽情之前,咱们先要找到适合的去处,这些备选的新家园被人们叫做“超级地球”。

超级地球都是太阳系外的行星,这些行星的大小和质量明显高于地球,但是同时又低于太阳系内的冰巨星,比如天王星和海王星。有人对这两个距离地球太远的亲戚可能不甚了解,但在这里只需要知道它们一个是地球的14.5倍,一个是地球的17倍就行了。

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天王星和海王星的质量都比地球大很多

在筛选太阳系外超级地球的时候,人们往往会以质量为第一判定条件,确定了质量以后再去观察温度、轨道属性、宜居性等等。一般来说,超级地球的质量都是地球的10倍左右,下限则往往被定义为1倍。

这些年人类依靠望远镜发现了大量的超级地球,比如2018年退休的开普勒望远镜,在工作几年后就筛选出了2740个“超级地球”候选者。其中有不少在后来被证实,确实属于超级地球的范畴。

总之不论是格利泽XX还是开普勒XX,大家一听到类似的名字,就知道又有新的超级地球被发现了,渐渐地也就见怪不怪了。不过,咱们今天要说的这颗超级地球名字却没有那么规范,甚至有些拗口,它就是位于狮子座的K2-18b

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K2-18b是一颗新的“超级地球”

备受关注的K2-18b

K2-18b是开普勒望远镜发现的,它还有一个称呼叫EPIC 201912552 b,对于它的名字,许多人都感到十分不解。毕竟此前由开普勒望远镜发现的系外行星,基本都是以开普勒为前缀命名,只是后面的编号有所差异罢了。

它的名字其实与发现该行星的任务有关,开普勒太空望远镜有一个任务名为“Second Light K2”的任务,在此次任务中发现了1200多颗系外行星,而K2-18b只不过是其中一个罢了。并且因为它是K2任务这种第18个被发现的行星,所以就有了这个名字。

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K2-18b是Second Light K2任务中发现的系外行星

这颗超级地球的母恒星是一颗红矮星,被命名为K2-18,它与地球之间相隔大约124光年。

根据NASA系外行星目录里面的相关介绍来看,在这个星系当中存在两颗已确定的行星,分别是K2-18b和K2-18c,只不过K2-18c不在宜居带当中,所以人们并未对它有过多研究。

K2-18b的质量大约是地球的8倍左右,其轨道周期是33天,轨道半径则为0.1429个天文单位。需要注意的是,由于它所处星系当中的恒星是红矮星,所以在计算宜居带的时候也会特别考虑到红矮星的特征。

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K2-18b行星的基本特征

简单来说,红矮星表面的光要比太阳这种黄矮星更弱,并且它释放的能量也相对较低。若是将太阳系的主序星更换成一颗红矮星的话,那么地球现在所处的位置宜居性可能就没有那么强了,接收到的辐射能量会明显减少,温度也会显著降低。

当然,如果凑得太近的话也不好,不仅会被恒星的高温烤焦,还会面临“潮汐锁定”的尴尬境况。以月球为例,它就是因为质量和距离的问题,被地球潮汐锁定了,这也是为什么咱们只能看到月球的正面。

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地球和月球就存在“潮汐锁定”关系

而从目前的探索情况来看,K2-18b也面临潮汐锁定的问题,它可能永远以同一面,面对着恒星。在这种情况下,它两面的环境会产生很大的差异,尤其是在温度方面。

不过,哪怕是这样,人们对它还是非常的感兴趣,针对它进行了一系列的深入探索。比如在研究过程中人们不止利用了开普勒望远镜发现的数据,还结合了哈勃望远镜和斯皮策望远镜的观测结果,这些观测结果显示这颗星球不但温暖,还存在液态水。

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人们根据观测结果得出该星球上适宜的温度和水资源

在2020年《天体物理学杂志快报》第891卷当中,就有关于K2-18b的内部和大气层的相关研究结果。

资料显示,由于体积密度介于地球和海王星之间,所以在K2-18b上可能具有H / He包层。

此外,早在2019年,蒙特尔大学的学者就通过哈勃望远镜在3年内观察了这一行星的9次凌日现象,从而发现了一些有趣的东西。研究显示,人们分析了K2-18光谱中观测到的凌日特征后,找到了具有统计学意义的“水证据”。

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K2-18模拟光谱中得到的特征

因为根据人们建立的模型和相关研究数据来看,它的光谱中显示了“云层”也许存在,而这就意味着这一个星球上的水存在于富含氢的大气当中。除此之外,光谱中还检测到了氮气、甲烷和二氧化碳之类的物质。

当有了云之后,就有可能会下雨了,而且以其大气中最高可达20%到50%的水蒸气含量来看,这颗星球上想下雨还是比较容易的。

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K2-18b上面存在液态水的概率十分大

以上这些特征再加上比较温暖适宜的温度,就使K2-18b上存在液态水的可能性进一步提升。正因如此,人们对这颗特殊的超级地球才会这样的关照。

那么,既然有水温度也适宜,是否能就能说明人类可以在上面居住了呢?

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人类可以在K2-18b行星上居住吗?

这里适合人类居住吗?

事实上,并没有这么简单。人类脆弱的身躯对于环境的要求还是非常高的,哪怕是在科幻电影中出现的“潘多拉星”,其本质也并不适合人类生存,毕竟在那里大家出门都要带上防毒面罩。

正因如此,不少天文学家强调,仅仅在这一行星的大气层中找到水还不够,这不足以说明它适合居住。具体还得看其内部的情况,再加上如果它真的被主序星潮汐锁定,就意味着有一面永远光明,另一面则永远黑暗。在这种情况下,人类总不能两头跑吧。

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K2-18b和它的主序星存在潮汐锁定关系

由此可见,在K2-18b身上还有许多未知因素,有些未知因素对于人类来说可能是致命的。所以,现在就将其当成下一个移民星球未免太早。

再者二者之间的距离也很遥远,人类在造出更快飞行器之前,还是不要去肖想太阳系外的行星了,本质上没什么意义。不如着眼于当下,尽量让地球“活”的更久一些。

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K2-18b和地球之间的距离十分遥远

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