大于地球的系外行星中有三分之一可能富含液态水

新浪科技
2018-08-28

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新浪科技2018-08-28

在太阳系以外体积比地球大的行星中,有三分之一很可能富含液态水。
在太阳系以外体积比地球大的行星中,有三分之一很可能富含液态水。

地球上的水只占地球总质量的0.02%。
地球上的水只占地球总质量的0.02%。

8月28日消息,据国外媒体报道,一项新研究称,在太阳系以外体积比地球大的行星中,有三分之一很可能富含液态水。科学家表示,任何2到4倍地球体积的系外行星都很可能含有组成生命的主要物质,这为搜寻外星生命提供了线索。

对开普勒空间望远镜和盖亚任务(欧洲空间局的空间望远镜)的数据分析显示,这些行星可能有将近一半的质量由水组成——可能是液态水,也可能是冰冻状态。相比之下,地球上的水只占地球总质量的0.02%。

研究第一作者是哈佛大学的曾理博士,他说:“这是一个很大的惊喜,我们意识到原来‘水世界’这么多。”在目前已发现的系外行星中,有4000颗已被证实或很可能具有2或4倍的地球体积,它们的平均半径分别是地球的1.5或2.5倍。

现在,一群来自不同国家的科学家开发了一个模型,对这些行星的内部结构进行分析。该模型基于盖亚任务卫星近期对这些行星的质量和半径测量结果。曾理博士说:“我们分析了质量与半径的相关关系,并开发了一个或许能解释这一关系的模型。”

模型分析结果显示,体积较小的行星往往是岩石行星,其质量通常是地球的5倍;较大体积的行星具有10倍以上的地球质量,“很可能是‘水世界’,”曾理博士说道。

曾理博士在波士顿举行的哥德斯密特大会(Goldschmidt conference)上介绍了这些发现。“这是水,但并不像地球上经常见到的那样,”他解释道,“它们的表面温度预计为200到500摄氏度,它们的表面可能被一层主要由水蒸气组成的大气层覆盖,下方是液态水。”

“再往下,我们可能会发现水转化成了高压的冰,然后才是固体岩石核心,”曾理博士补充道,“这个模型的优美之处在于,它解释了物质组成如何与这些行星的已知事实建立联系。”

1992年,科学家发现了环绕其他恒星运行的系外行星,并由此激发了天文学家了解这些行星的物质组成,并探索它们是否适合生命存在的热情。“我们的数据显示,已知体积大于地球的系外行星中,有35%的行星很可能富含水,”曾理博士说,“这些水世界形成的方式可能与我们在太阳系中发现的大型行星核心——木星、土星、天王星、海王星——十分相似。”

2018年4月18日发射的凌日系外行星巡天卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,简称为TESS)未来将发现更多这样的系外行星,地面望远镜也将加入探索这些行星的行列。下一代的太空望远镜,如詹姆斯·韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope,简称JWST),将很有可能帮助天文学家确定其中一些行星的大气层特征。这对系外行星的探索者来说将是非常振奋的时刻。

TESS任务的副科学主管、麻省理工学院的萨拉·西格(Sara Seager)教授说:“神秘的中等体积系外行星可能是富含水的水世界,这实在不可思议。或许未来的大气层——浓厚的水蒸气大气层——观测就将支持或否定这些新发现。”

火星上存在过液态水吗?

火星上的液态水证据可以追溯到水手9号(Mariner 9)太空探测卫星,它在1971年抵达火星轨道。水手9号发现了火星表面河床和峡谷中的水侵蚀痕迹,以及锋面、雾等的气象事件的线索。

继水手9号之后,海盗号轨道器(Viking orbiters)揭示了洪水冲刷出深谷的证据,使我们对火星的水有了全新的了解。现在的火星正处于冰期之中,在这一研究之前,科学家认为液态水无法存在于火星表面。

2013年6月,好奇号火星车发现了液态水曾经在火星表面流动的有力证据。同年9月,好奇号首次对火星土壤进行了分析,发现了火星表层的微细物质中含有质量分数为2%的水。

2017年,科学家对火星上的水进行了最精确的估计,宣称该行星曾经拥有的液态水总量超过北冰洋,并且保留了这些水体超过15亿年。这些发现表明,火星具有足够生命出现和繁盛的时间。然而,过去37亿年中,火星失去了87%的水,成了一颗干旱、贫瘠的红色星球。

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