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218光年外的水世界!水储量比地球还多,会有生命吗?

218光年外的2颗系外行星,真的有孕育生命的可能吗?最近,天文学家在《自然·天文学》上发表了他们的最新研究。


这两颗系外行星分别被命名为开普勒-138c和开普勒-138d,围绕着一颗红矮星公转。它们的发现者就是著名的开普勒太空望远镜,发现的方法就是我们熟知的凌星法,也就是当它们运行到宿主恒星和地球之间时,对宿主恒星的亮度产生一点影响,从而被我们发现。

通过开普勒-138亮度的变化,我们可以判断这两颗行星的尺寸。观测结果表明,它们的半径都是地球的1.51倍左右。按照以往的理论,它们应该都是和地球一样的岩石行星,因此这种天体通常又被称为超级地球。

不过,这两颗行星又有它们的独特之处。


为了验证这两颗行星的身份,天文学家还需要利用其他的手段去观测它们,通常就是径向速度法。简单来说,就是看看它们的巨大身躯对宿主恒星产生拖动的效应,拖动越强烈,证明它们的质量越大。

利用径向速度法,研究人员计算出了这两颗行星的质量,分别是地球的2.3倍和2.1倍。他们进而可以计算两颗行星的密度,算下来大约是立方厘米3.6克。相比之下,地球的密度是差不多立方厘米5.5克。也就是说,它们的密度比地球小得多。
这意味着,天文学家观测到的这两颗行星的“身体”,并非只有岩石,而是有比岩石密度小得多的物质,这种物质就是水。

研究人员接下来进行了建模,结果发现,这两颗行星表面所含的水资源储量占到了它们体积的50%以上。这么算下来,光是其海洋的体积,就是地球的2倍以上!即便是平铺在它们这么巨大的行星表面,海洋的平均深度也可以达到惊人的2000公里!要知道,地球海洋的平均深度,也就只有3.7公里左右。


在太阳系,也有很多天体拥有巨大的水资源储量,比如木卫二。有趣的是,木卫二的密度是立方厘米约3.0克,和这两颗系外行星很接近。怪不得蒙特利尔大学的天文学家Björn Benneke自信地表示:这是他们第一次观测到可以有充足信心确定为水世界的系外行星。

既然有水了,这两颗行星上会孕育生命吗?研究人员认为,它们的海洋和地球可能不大一样。

开普勒-138c和开普勒-138d的公转周期只有13天和23天,这意味着它们和宿主恒星非常接近,因此表面温度也非常高。因此,它们的大气层应该含有大量的水蒸气,并且非常浓厚。在恒星的照射下,其大气层的温度甚至可能超过了100℃。研究人员推测,或许水在这里已经不再局限于我们常见的固液气三态,甚至可能出现超临界流体。


这样的环境,确实是不太可能孕育生命。至于更深处的海洋,如果温度下降到宜居程度的话,会不会孕育生命呢?这就没人知道了……

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