这颗行星和地球一样大,而它的恒星略大于木星,但质量要大得

艺术家对围绕恒星运行的系外行星SPECULOOS-3b的看法。
这颗行星和地球一样大,而它的恒星略大于木星,但质量要大得多(图片来源:uux.cn莱昂内尔·加西亚)
(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Sharmila Kuthunur):天文学家发现了一颗地球大小的行星,它被大量辐射淹没,其大气层早已被侵蚀,光秃秃的。
我们所知道的生命不可能存在于这个酷热的世界上,但天文学家对它感兴趣还有另一个原因:他们可能首次能够研究太阳系外行星的地质。
这颗新发现的系外行星名为SPECULOOS-3 b,是一颗距离地球约55光年的岩石行星。
它每17个小时绕着宿主恒星旋转一周,但在这个星球上的白天和夜晚是无穷无尽的。
天文学家怀疑这颗行星与恒星潮汐锁定,就像月球与地球潮汐锁定一样。
只有一个白天总是面向星星,而夜晚则被锁在永恒的黑暗中。
望远镜观测显示,这颗系外行星的恒星是一颗70亿年前的红矮星,大约有木星那么大,其频繁辐射会将这颗行星烤到类似金星的温度。
天文学家在5月15日发表在《自然天文学》杂志上的这项新研究中报告称,因此,这颗行星可能在很久以前就很容易逃逸到太空中,并留下了一个没有空气、发出嘶嘶声的岩石球。
该研究的主要作者、比利时列日大学的天文学家Michaël Gillon告诉《生活科学》:“我们所知道的生命不可能出现在行星表面——无论是不是大气层——因为它无法维持大量的液态水。
”。
“这是一颗像水星一样光秃秃的岩石行星。
”
尽管SPECULOOS-3 b对生命并不友好,但天文学家表示,它离地球足够近,可以对其化学成分进行详细的后续研究,这将揭示这颗行星是否在地质上活跃过。
例如,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)已经计划进行的观测将能够确认地球上是否爆发了火山。
这将揭示像SPECULOOS-3 b这样的岩石行星是如何在微弱、轻质的恒星周围形成的,以及其中一些行星是否有利于生命,尽管它们离恒星很近。
吉隆说,研究人员在同一恒星系统中“密集搜索”了SPECULOOS-3 b的行星兄弟,但没有找到。
他指出,这些额外的行星可能存在,但它们太小或离宿主恒星太远,看不见。

一位艺术家对新发现的地球大小的系外行星SPECULOOS-3b围绕其红矮星运行的概念。
(图片来源:uux.cn美国航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院)
一颗围绕着一颗冷恒星的热行星
自2011年以来,Gillon和他的同事使用分布在智利、加那利群岛和墨西哥的六台望远镜网络发现了SPECULOOS-3 b。
该网络被称为搜寻吞噬超冷恒星的行星,或SPECULOOS,与传统上每年12月6日圣尼古拉斯节送给儿童的比利时五香酥饼同名。
该项目的主要目标是探测围绕超冷矮星运行的岩石行星,超冷矮星的微小尺寸使望远镜更容易探测到轨道行星。
除了比太阳低数千度和暗数百倍之外,它们的燃料燃烧得很慢,最终寿命要长得多——大约1000亿年。
(大约45亿年后,当太阳死亡时,它的年龄大约为100亿年。
)
研究合著者、英国伯明翰大学系外行星学教授Amaury Triaud在一份声明中表示:“它们有望成为宇宙中最后一颗仍在发光的恒星。
”。
研究人员表示,它们超长的寿命为它们系统内的行星上出现生命提供了有利的窗口。
然而,它们的极度虚弱使它们难以学习。
为了发现SPECULOOS-3 b,墨西哥的一台SPECULOOS机器人望远镜在2021年连续五个晚上观察到宿主恒星的光线下降。
根据这项研究,当时出现了这颗新发现的行星绕轨道运行的最初迹象,一年后得到了证实。
麻省理工学院的研究科学家、研究合著者本杰明·拉克姆在麻省理工大学的另一份声明中说:“如果没有大气层,就不会有蓝天或云——它只会像月球表面一样黑暗。
”
吉隆说,SPECULOOS-3b是该项目发现的第九颗此类行星,该团队预计在未来几年还会探测到更多。
吉隆说,与该项目之前发现的行星一样,新发现的SPECULOOS-3 b“是JWST的绝佳目标”,其中包括著名的TRAPPIST-1系统中的一个七口之家,其中一些被认为可能适合居住。
“有了这个世界,我们基本上可以开始研究系外行星地质学,”研究合著者、麻省理工学院行星科学助理教授Julien de Wit在麻省理工的声明中说。
“这有多酷?”
目前许多系外行星探索任务中都以寻找岩质行星信号为主,并且倾向于围绕类似太阳这样的G型主序星,这样的行星更符合具备外星生命并能演化至高级文明条件。
相比较之下,白矮星似乎不太可能成为宇宙生命主要的诞生地,作为低质量恒星演化的结果使得白矮星在结束氢和氦的核反应后膨胀成一颗红巨星,此时红巨星并没有足够的质量支持反应继续进行,于是外层气体层逐渐被剥离而仅剩下了核心物质,这就是白矮星。
由于白矮星依靠电子简并压力进行支撑,其具有极端的高密度,而体积并不比地球大多少。
尽管如此,科学家们仍然认为这些"僵尸恒星"周围可维持宇宙生命可居住区,满足液态水存在于行星表面,由于白矮星形成时具有极高的温度,其本身却没有能量来源,因此可以不断向外辐射热量,研究人员认为维持液体水温度的过程可达到80亿年之久,而我们的太阳系只有45亿年左右,如果让白矮星将热量全部释放变得寒冷的黑矮星,那么这个时间可能比宇宙的年龄还长,因此白矮星周围的轨道环境应该有足够的时间来诞生宇宙生命,并演化成高级文明。
在最新一项的研究中发现,位于白矮星周围可居住区轨道上的行星可获得合适波长的光,可以维持光合作用的进行。
至关重要的是,白矮星周围并不是出现太多有害的紫外线辐射,其能量辐射方式与太阳存在不同之处,而紫外线却可以杀死行星上暴露出来的生命。
根据英国公开大学研究人员卢卡福萨蒂(Luca Fossati)和他的同事们通过一项模拟实验发现白矮星周围轨道环境可支持生命的存在。
通过假设轨道上具有一颗类似于地球这样有大气层的行星存在,并模拟白矮星的各种条件,计算出源于白矮星的光达到行星表面时的能量值,尤其是紫外线波段这种损害DNA并可杀死生命的光线,他们发现紫外波段的光线抵达行星时只有地球上生命接受紫外线的1.65倍,从剂量的角度看,是非常接近地球环境的。
目前许多系外行星探索任务中都以寻找岩质行星信号为主,并且倾向于围绕类似太阳这样的G型主序星,这样的行星更符合具备外星生命并能演化至高级文明条件。
当一颗恒星邻近死亡时,它会突然发生短暂的回光返照,就像僵尸一般,如白矮星。
相比较之下,白矮星似乎不太可能成为宇宙生命主要的诞生地,作为低质量恒星演化的结果使得白矮星在结束氢和氦的核反应后膨胀成一颗红巨星,此时红巨星并没有足够的质量支持反应继续进行,于是外层气体层逐渐被剥离而仅剩下了核心物质,这就是白矮星。
由于白矮星依靠电子简并压力进行支撑,其具有极端的高密度,而体积并不比地球大多少。
尽管如此,科学家们仍然认为这些"僵尸恒星"周围可维持宇宙生命可居住区,满足液态水存在于行星表面,由于白矮星形成时具有极高的温度,其本身却没有能量来源,因此可以不断向外辐射热量,研究人员认为维持液体水温度的过程可达到80亿年之久,而我们的太阳系只有45亿年左右,如果让白矮星将热量全部释放变得寒冷的黑矮星,那么这个时间可能比宇宙的年龄还长,因此白矮星周围的轨道环境应该有足够的时间来诞生宇宙生命,并演化成高级文明。
根据英国公开大学研究人员卢卡福萨蒂(Luca Fossati)和他的同事们通过一项模拟实验发现白矮星周围轨道环境可支持生命的存在。
通过假设轨道上具有一颗类似于地球这样有大气层的行星存在,并模拟白矮星的各种条件,计算出源于白矮星的光达到行星表面时的能量值,尤其是紫外线波段这种损害DNA并可杀死生命的光线,他们发现紫外波段的光线抵达行星时只有地球上生命接受紫外线的1.65倍,从剂量的角度看,是非常接近地球环境的。