海洋行星,有海洋的行星在銀河系中很常見嗎?
幾年前,行星科學(xué)家開始懷疑許多已知的系外行星或太陽系以外的行星之一是否可能類似于木星和土星周圍的一些水衛(wèi)星。雖然有些衛(wèi)星沒有大氣層并且被冰覆蓋,但它們?nèi)匀皇敲绹钚芯謱ふ业厍蛞酝馍氖滓繕?biāo)之一、土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二和木星的衛(wèi)星歐羅巴,科學(xué)家將它們歸類為“海洋世界”,就是很好的例子。 冥王星城市遺跡。
專門研究火山和海洋世界的美國宇行局行星科學(xué)家說:“歐羅巴和土衛(wèi)二噴出海水,因此我們可以知道這些物體在它們冰冷的外殼下有地下海洋,它們的能量驅(qū)動著羽流,這是兩個要求我們所知道的生活?!币虼?,如果我們認(rèn)為這些地方可能適合居住,也許在其他行星系統(tǒng)中,它們的更大版本也適合居住。
美國宇行局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心決定探索銀河系中的木衛(wèi)二和土衛(wèi)二等行星?,F(xiàn)在還不知道它們的地質(zhì)活動是否足以拍攝望遠(yuǎn)鏡有**能夠探測到的羽流。 土星環(huán)驚現(xiàn)5萬公里巨型飛船。
通過對數(shù)十顆系外行星(包括附近 TRAPPIST-1 系統(tǒng)中的行星)的數(shù)學(xué)分析,奎克和她的同事們學(xué)到了一些重要的東西:在他們研究的系外行星中,超過四分之一的 One 可能是海洋世界,其中大部分可能擁有類似于歐羅巴和土衛(wèi)二的地下海洋。此外,這些行星中的許多可能釋放出比歐羅巴和土衛(wèi)二更多的能量。 劇毒行星。
有**,科學(xué)家們或許能夠通過測量系外行星發(fā)出的熱量,或者通過探測火山或低溫(液體或蒸汽,而不是熔巖)噴發(fā)(行星大氣中分子發(fā)出的光的波長)來檢驗 Quick 的預(yù)測。目前,科學(xué)家無法詳細(xì)看到許多系外行星。唉,他們是如此遙遠(yuǎn),被星星的光芒所淹沒。但是通過考慮**可用的信息——像 Exc 這樣的系外行星的大小、質(zhì)量和距離,她的同事可以使用數(shù)學(xué)模型和我們對太陽系的理解來嘗試想象系外行星可能形成可居住放置世界條件。
雖然這些數(shù)學(xué)模型的假設(shè)是有根據(jù)的猜測,但它們可以幫助科學(xué)家縮小有希望的系外行星的范圍,以尋找有利于 NASA 即將推出的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡或其他太空任務(wù)的生命的條件。美國宇行局戈達(dá)德天體物理學(xué)家 Aki Roberge 說:“未來尋找太陽系以外生命跡象的任務(wù)主要集中在像我們這樣的行星上,它們富含全球生物圈,正在改變整個大氣的化學(xué)成分?!钡谔栂抵校c海洋結(jié)冰的衛(wèi)星,遠(yuǎn)離太陽的熱量,仍然表明它們具有我們認(rèn)為生命所需的特整。 獵戶星云和馬頭星云。
在尋找可能的海洋世界時,奎克的團(tuán)隊選擇了 53 顆大小與地球最相似的系外行星,盡管它們的質(zhì)量可能是地球的八倍??茖W(xué)家們認(rèn)為,這種大小的行星比它們的氣態(tài)更堅固,因此,它們更有可能在其表面或表面下支撐液態(tài)水。自 Quick 和她的同事在 2010 年開始研究以來,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了至少 30 顆其他符合這些參數(shù)的行星。
隨著地球大小行星的識別,Quick 和她的團(tuán)隊試圖確定每顆行星可以產(chǎn)生多少能量,以及它會釋放多少熱量。研究小組考慮了兩個主要熱源。**個是放射性熱量,它是數(shù)十億年來由行星地衣和地殼中放射性物質(zhì)的緩慢衰變產(chǎn)生的。這種衰變的速度取決于行星的年齡和地衣的質(zhì)量。其他科學(xué)家已經(jīng)為地球大小的行星建立了這些關(guān)系。 So Quick 和她的團(tuán)隊將衰變率應(yīng)用于 53 顆行星的列表,假設(shè)每顆行星與恒星的年齡相同,并且它在行星體積中的比例與地球的地衣相同。
接下來,研究人員計算了其他事物產(chǎn)生的熱量:潮汐力,這是一個物體繞另一物體運行時引力產(chǎn)生的能量。行星在它們與恒星之間的距離上沿拉伸或橢圓軌道移動。這會導(dǎo)致兩個物體之間的引力發(fā)生變化,并導(dǎo)致行星拉伸,從而產(chǎn)生熱量。最終,熱量通過表面消失到太空中。
熱量的一個出口途徑是通過火山或低溫。另一條路線是通過構(gòu)造運動,這是一種地質(zhì)過程,負(fù)責(zé)地球或月球上最外層巖石或冰層的運動。無論熱量是如何排出的,了解行星排出多少熱量都很重要,因為它可以決定或破壞宜居性。
例如,過多的火山活動會將宜居世界變成融化的噩夢。但是太少的活動會阻止構(gòu)成大氣的氣體的釋放,留下一個寒冷、貧瘠的表面。適當(dāng)?shù)臄?shù)量支持像地球這樣的宜居、潮濕的行星,或像歐羅巴這樣的潛在宜居衛(wèi)星。
在接下來的十年中,NASA 的 Europa Clipper 將探索歐羅巴的地表和地下,并提供對地下環(huán)境的見解。根據(jù)**的發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們對歐羅巴和太陽系其他可能宜居的衛(wèi)星了解得越多,他們就越能更好地了解其他恒星周圍的類似世界。可能有許多這樣的地球。 宇宙中有沒有海洋的星球。
“即將到來的任務(wù)將使我們有機(jī)會了解太陽系中的海洋衛(wèi)星是否能夠支持生命,”快船任務(wù)和土星衛(wèi)星泰坦的蜻蜓科學(xué)團(tuán)隊成員奎克說。 “如果我們找到生命的化學(xué)特整,我們可以嘗試在星際距離尋找類似的特整。
當(dāng)韋伯發(fā)射時,科學(xué)家將嘗試檢測 Trapist-1 系統(tǒng)中某些行星大氣中化學(xué)物質(zhì)的存在. 化學(xué)特整,該系統(tǒng)位于 39 光年外的寶瓶座。2008 年,天文學(xué)家宣布該系統(tǒng)有七顆地球大小的行星。有人提出其中一些行星可能是水基行星,而 Quick 的估計支持這一觀點。根據(jù)她的團(tuán)隊的計算,TRAPPIST-1e、f、g 和 h 很可能是海洋世界,將它們置于本研究確定的 14 個海洋世界中。
研究人員預(yù)測這些系統(tǒng)的系外行星有海洋,考慮每顆系外行星的表面溫度。這些信息通過每顆行星反射到太空的恒星輻射量來揭示??说膱F(tuán)隊還考慮了每顆行星的密度以及由此產(chǎn)生的
“如果我們看到一顆密度低于地球的行星,這表明那里可能有更多的水,而不是那么多的巖石和鐵?!比绻厍虻臏囟仍试S液態(tài)水,你擁有一個海洋世界。但是“如果一顆行星的表面溫度低于華氏 32 度(0 攝氏度),那里的水被凍結(jié)了”,“那么我們就有了一個冰冷的海洋世界,而且這些行星的密度更高。低。