超級地球 “GJ 1214b” 大氣層中含有大量水蒸氣 (圖文)

據英國廣播公司(BBC)網站報導，天文學家宣佈他們發現一類新的行星類型：一個水世界，外面包裹著一層厚厚的水蒸氣大氣層。

系外行星GJ 1214b距離地球僅有40光年，它便是這裡提到的這類行星。這是一顆所謂的“超級地球”——比地球大，但是比木星那樣的氣態巨行星要小。近期使用美國宇航局哈勃空間望遠鏡進行的觀測似乎可以確認其品質的一大部分是水。這顆行星的高溫環境還意味著這裡可能存在著我們所非常陌生的物質形式。


來自哈佛-史密松天體物理中心的紮寇裡•博塔(Zachory Berta)是此項研究的第一作者，他說：“GJ 1214b和我們已知的任何行星都不同。”這顆行星是在2009年由地基望遠鏡發現的，它圍繞一顆相對低溫的紅矮星運行，兩者之間的距離僅有200萬公里，這就意味著行星GJ 1214b上的溫度可能將超過200攝氏度。


這顆行星的直徑約為地球的2.7倍，但其品質僅為地球的7倍左右。如果它的密度和地球相當，那麼它的品質應當達到地球的20倍左右。在2010年，天文學家們發佈了對其大氣的測量結果。這一結果顯示行星GJ 1214b大氣的成分可能是由水汽組成的，但也有另外一種可能性，那就是整顆星球都被籠罩在一層霧霾之中，就像土星最大的衛星土衛六那樣。

“熱冰”


博塔和他的同事們使用哈勃空間望遠鏡的寬視場相機對這顆行星的淩星現象進行了研究。在淩星過程中，被行星遮蔽的背景恒星的光會穿過前方行星的大氣層，從而為我們提供有關其大氣組成成分的線索。研究人員經過分析稱，資料顯示這顆行星的大氣層主要由一層厚厚的水汽組成的可能性相比於霧霾的可能性要更大一些。

對於這顆行星密度數值的計算還顯示其組成成分中水的含量要高於地球。這就意味著這顆行星的內部結構將會和地球非常不同。博塔說：“這樣的高溫高壓環境將會導致這裡形成一些地球上所見不到的奇異物質形式，如‘熱冰’，或‘超流體水’等。所有這些物質對於我們生活在地球上的人類來說都是非常陌生的。”


這顆行星距離我們相對較近，因此它將有望成為未來接替現役的哈勃空間望遠鏡的美國下一代詹姆斯•韋伯空間望遠鏡的進一步觀測目標。這一大型空間望遠鏡設備預計將於10年內發射升空。有關這一研究的論文已經被《天體物理學通報》雜誌接受。

新聞來源：40光年外發現奇異水世界行星溫度超200度(圖) _科技頻道_光明網


水在高達200多攝氏度的情況下結冰，又在沒有任何力的作用下流動，這種怪異的現象不可能出現地球上，但在一顆距離地球40光年的行星上卻可能是常態。

據美國太空網站21日報導，天文學家近日通過美國航天局的哈勃太空望遠鏡觀測發現，距離地球40光年的蛇夫座行星GJ 1214b上存在“熱冰”或“超流體水”等特殊物質形態。太陽系行星分成三種類型，包括地球、火星一類的岩石行星，木星、土星一類的氣體巨星和天王星、海王星一類的冰巨星，但GJ 1214b顯然不屬於其中的任何一類。


由於GJ 1214b與地球相距遙遠，研究者只能通過光線照在這顆行星上出現的微弱變化來推斷它的存在和特徵。哈佛大學史密森尼天體物理學中心的天文學家紮克裡•貝爾塔率領一個研究團隊，通過哈勃太空望遠鏡的寬視場相機觀察恒星的光線穿越GJ 1214b大氣層時的光譜，發現許多顏色無法穿越，顯示GJ 1214b上有著濃密的水蒸氣。

貝爾塔表示，這顆行星是一個與我們的地球非常不同的水世界，大氣層有地球上的10倍厚，並形成了超強氣壓，使得光線幾乎無法穿越，高溫和高壓又在這顆星球上塑造出“熱冰”或“超流體水”等特殊物質形態。“如果這顆行星上存在生命的話，也將是一種對人類來說非常陌生的生命。” 貝爾塔說。


GJ 1214b是由地面上的望遠鏡在2009年12月發現的，它以200萬公里的軌道半徑圍繞紅矮星GJ 1214運轉，直徑和重量分別約為地球的2.7倍和7倍，表面溫度可達230攝氏度。從這顆行星的密度來推測，其水量大於地球。

考慮到GJ 1214b與地球的距離，這顆行星有望成為將於2018年發射的詹姆斯•韋伯太空望遠鏡的觀測物件。

據報導，有關的研究報告將發表在《天體物理學雜誌》上。

新聞來源：科學家發現“超級地球”200多攝氏度可結冰_科技頻道_鳳凰網

---

▼ 延伸閱讀：

據美國太空網站報導，研究人員最新一項研究稱，像紅矮星這樣的恒星系統是首選適宜生命存在的太空區域，其宜居性遠超過之前科學家所預計的。


紅矮星也被稱為M恒星，是比太陽略昏暗的恒星，品質僅相當於太陽的10-20%。它們在宇宙中佔據四分之三的恒星數量，近期科學家研究發現紅矮星遠比之前所預計的更加普遍，佔據宇宙中恒星數量的80%。

紅矮星如此普遍使得天體物理學家置疑是否它們是否是宜居行星的最佳聚集地，越來越多的行星發現環繞在紅矮星附近，例如：一顆品質是地球4.5倍以上的“超級地球行星”—— GJ 667Cb，近期發現環繞在紅矮星GJ 667C周圍。英國東安格裡亞大學大氣物理學家馬努基-喬什說：“目前發現越來越多的恒星，因此天文勘測研究將從理論和預測方向轉移至系外行星的真實資料。”


一顆恒星的宜居區域取決於行星表面是否存在液態水，由於地球上遍佈液態水從而具備了孕育生命的條件，越是遠離一顆恒星，這樣的星球就越寒冷，表面的液態水就越有可能凍結；反之，如果過於接近一顆恒星，這顆星球則過於熾熱，將表面所有液態水蒸發。

由於紅矮星比太陽的溫度低，紅矮星系統內的行星必須非常接近恒星，才有可能生存任何形式的生命，在許多情況下，行星與主恒星之間的距離應當小於水星和太陽之間的距離。白矮星的這種行星親密性更易於進行搜尋系外行星，行星越鄰近恒星，其發生日蝕的概率就越高，比其他恒星系統更容易發現淩日行星。然而，過於接近恒星也具有一定的劣勢，例如：恒星的引力牽引所形成的潮汐作用將對鄰近的行星造成嚴重破壞，或許會導致出現“潮汐金星”，使其損失表面水資源。同時，不足30億年歷史的年輕紅矮星可能非常活躍，每天會數次噴射耀斑，導致紫外線輻射高達100-10000倍正常指數，潛在地對鄰近行星表面無法孕育生命，甚至使行星的大氣層產生脫離。


目前，科學家發現紅矮星中存在適宜行星的概率遠大於之前的預測，這將意味著未來或許會在紅矮星周圍發現更多的適宜行星。一顆恒星的宜居性取決於它的溫度，有多少恒星光線被行星吸收或者反射。像冰和雪等冷凍水可以反射光線，這意味著將有助於降溫行星，我們地球就存在著這一現象。喬什說：“如果一顆岩石行星環繞紅矮星運行，並且行星表面存在著水資源，當該行星的溫度足夠低時，其表面的水資源將轉變成冰或者雪。就紅矮星周圍環繞的奇特岩石行星而言，現已發現海王星類型和亞海王星類型的行星。”

研究人員電腦類比了環繞兩個真實存在紅矮星系統的行星表面冰雪如何反射恒星光線，冰和雪很少反射較長、較紅色的波長，而紅矮星明顯開始反射紅色光線。科學家發現環繞紅矮星的行星將吸收更多的光線，遠超出之前科學家的預測，從而使行星表面更加溫暖。這意味著環繞紅矮星宜居地帶外部邊緣比之前科學家所預測的區域要延伸10-30%。


喬什在接受《天體生物學雜誌》採訪時說：“我非常驚奇紅矮星的宜居地帶範圍如何大，這些地帶行星表面存在液態水的穩定性要超出之前的預計。”他還強調稱，目前他們僅關注了行星表面冰水和雪產生的效應，其他一些因素或許也非常重要，尤其是涉及到行星吸收和反射能量的因素，例如：冰凍二氧化碳，一氧化二氮和甲烷等。我們並未關注到大氣吸收水蒸汽或者二氧化碳等氣體的輻射效應，在今後的研究中應當重點進行分析。

喬什和羅伯特-哈伯勒將這項研究的詳細情況發表在1月23日出版的《天體物理學雜誌》上。

引用自：最新研究：紅矮星或是搜尋系外行星的最佳選擇-搜狐IT