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1200光年外系外行星表面或拥有海洋

时间:2015-08-19 09:12 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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  据美国太空网报道,加州大学洛杉矶分校的科学家近日的一项研究认为,一颗编号为Kepler-62f的小型系外行星,如果其拥有富含二氧化碳的大气层,那么就将很有希望拥有流动的地表水体。

  这颗系外行星的直径比地球高出大约40%,并且很可能基本上是由岩石构成的。如果它拥有一个能够帮助其保温的大气层,那么在它的表面很有可能存在着液态水的海洋。

  参与这项研究的加州大学洛杉矶分校天文学家奥玛瓦·谢兹(Aomawa Shields)在6月份在芝加哥举行的天体生物学会议上表示:“一个富含二氧化碳的大气是将液态水保留在这颗行星地表的一种可靠方式。”

  融化冰层

  Kepler-62是一颗小质量的黯淡恒星,直径约为太阳的2/3,亮度则只有太阳的1/5,它位于天琴座,距离地球约1200光年。在这颗恒星周围已经被发现有5颗行星围绕它运行,其中有两颗行星的运行轨道位于宜居带范围内。所谓宜居带就是指行星的运行轨道与恒星之间的距离适中,能够让行星表明拥有较为温和的温度环境,从而允许水体以液态形式存在于行星表面的范围。

  一般认为液态水是生命演化必不可少的环境条件。而这两颗位于宜居带内的系外行星都属于“超级地球”的类别——它们很有可能是岩石构成的,但比地球更大。在这个行星系统被发现时,如果仅从大小与轨道参数上看,其中的一颗系外行星,即Kepler-62f 就是当时已知的最像地球的系外行星。

  另外一颗行星是Kepler-62e,它运行在恒星Kepler-62周围宜居带范围的内侧边缘。这颗行星比地球直径大了约60%。在开展轨道模拟时,谢兹和她的同事们发现这颗行星的地表可能无法维持液态水体的存在。她说:“对于液态水而言,Kepler-62e的地表温度可能太高了。”

  相比之下,Kepler-62f的轨道距离恒星更远一些,事实上它是这一系统内全部5颗已知的行星里面距离中央恒星最远的一颗,围绕恒星公转的周围大约是267.3天。由于开普勒望远镜只能测定这些行星的直径大小,因此为了估算它们的质量进而求得密度和组成成分,科学家们不得不依赖于先前研究得到的统计学数据,并据此推断认为这颗行星很有可能要么就是一颗岩石行星,要么就是拥有大量固态水冰,但应该不是一颗气态星球。

  谢兹将这颗行星的数据输入计算机并进行模拟,假设其拥有与地球类似自转周期以及一个富含二氧化碳的大气。随后她又考虑了不同自转轴倾角下的情况。在一种情况下,假定这颗系外行星拥有与地球自转轴倾角相似的23度,而在另一种情况下则假设这一度数是60度。然而不管是哪种情况,模拟的结果得到的都同样是一个冰封的表面,就像一个雪球行星。

  不过,当在模拟中将这颗行星的轨道设置为倾斜轨道,即加大行星公转轨道的倾角时,结果显示这颗行星的南半球地区在夏季期间温度是在冰点之上。

  谢兹表示:“这颗行星上的其南半球夏季受到的影响最明显。这将导致冰层的融化。”这种冰层的周期性融化将便于大气,海洋以及来自恒星的部分辐射因素相互混合,而这样的混合被认为是生命诞生和发展的有利因素。

  然而这颗系外行星的潜在意义还不止于此,假如它拥有一个浓密且富含二氧化碳的大气层,那么Kepler-62f上将产生显著的温室效应,这种效应导致的温度上升将至少部分的融化这颗星球上冰冻的海洋。 谢兹表示:“如果这颗星球的大气中富含二氧化碳,那么它将可以拥有存在于地表的液态水体。”

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