你敢信,人類找了這么多年外星宜居地,這回真摸到了實打實的關鍵線索。就在距離地球49光年外的鯨魚座,天文學家第一次在宜居帶的巖質行星上,捕捉到了確鑿的大氣信號。這可是之前發現的六千多顆系外行星里,從來沒人做到過的事,整個天文圈都跟著沸騰。
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這顆行星的母恒星叫格利澤3053,是一顆不算起眼的紅矮星。質量只有太陽的0.18倍,半徑大概是太陽的0.21倍,現在正處于穩定的主序星階段,不會隨便搞出什么劇變。這個恒星系統里已經確認有兩顆行星,都比地球個頭大,這次研究的核心就是偏內側的行星B。
行星B其實早在2017年就被發現了,當時用的是凌日觀測法。簡單說就是它繞到母恒星和地球中間的時候,恒星的亮度會周期性變暗,天文學家就是抓住了光度曲線里的U型凹陷,確認了它的存在。現在網上能看到的所有相關圖像都是模擬效果,我們目前還拍不出它的直接成像,別搞錯了哦。
要確定一顆系外行星的屬性,光知道體積可不夠,還得算出質量。凌日觀測能幫我們確定行星的體積,徑向觀測測的是行星引力拉著恒星擺動的幅度。把兩組數據結合到一塊兒,就能精準算出行星的各項參數,天文學家算出來行星B半徑是地球的1.7倍,質量是地球的5.6倍。
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對照現有的系外行星質量半徑關系,這顆行星大概率是一顆純巖質行星,天生就帶著宜居的潛在可能。想當能住人的宜居行星,要求可多了去了。不光得位置好,待在恒星的宜居帶能接收到合適的光照,還得有大氣層撐著。
大氣層能幫忙鎖住地表溫度,留住液態水,還能阻擋傷害生命的宇宙射線,缺了這層保護膜,啥巖質星球都白搭。之前人類已經發現了六千多顆系外行星,從來沒有在宜居帶的巖質行星上觀測到過確鑿的大氣信號,這也是這次發現分量這么重的原因。
到了2024年,天文學家用上了智利麥哲倫望遠鏡,專門蹲這顆行星的凌日觀測。在兩次凌日獲得的透射光譜里,清晰識別出了氦元素的吸收線,直接實錘了行星B的高層大氣存在氦氣層。這個信號太清楚了,根本不是儀器干擾或者數據誤差,真真切切存在。
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更有意思的是,不管凌日前后,都能檢測到微弱的氦吸收信號,形態和彗星的彗發彗尾特別像。這說明行星B的氦氣正在不斷向外逃逸,算下來每秒逃逸量差不多有200噸,母恒星的輻射一直在蒸發它的大氣。行星B已經有30億年的歷史,現在高層的氫氣和氦氣已經進入逃逸的尾聲,差不多快跑光了。
換別的星球可能這事就涼了,但天文學家覺得還有轉機。氫和氦分子量小,容易被恒星輻射吹走,留在更下層的二氧化碳、氧氣、氮氣這類大分子量氣體,很可能還好好待在行星上。只要這些大氣層還在,這顆行星就還有宜居的可能性。
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這絕對是系外行星探索里夠分量的重大突破,人類第一次在宜居帶巖質行星上找到了明確的大氣信號。說它能推進整個天文探索的進程真不是夸大,畢竟之前大家都是摸著石頭過河,這回踩中了最關鍵的一步。誰也沒想到,我們這代人就能親眼看到這樣的突破,說不準哪天就能等來真正的好消息。
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之前不少人都覺得紅矮星周圍的行星留不住大氣,畢竟紅矮星的輻射比太陽強太多,動不動就吹飛行星的大氣層。這次的觀測給了我們實打實的研究樣本,能幫我們搞清楚大氣逃逸的規律,也能幫我們篩選出真正有可能宜居的星球。往遠了想,說不定再過幾十年,我們真能挖到一顆帶著大氣和液態水的宜居星球,真能窺探到系外世界的碧水藍天。
參考資料:央視新聞 天文學家首次在宜居帶巖質行星探測到大氣信號
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