天文學家發現”系外金星”Gliese 12 b 距離地球僅40光年的潛在宜居世界
科學家發現了Gliese 12 b,這是一顆大小與金星相似的系外行星,距離金星只有40 光年,目前正在進行調查,以確定其大氣層和支持生命的潛力。天文學家在一項罕見而又誘人的發現中,在40 光年之外發現了一顆類似地球的系外行星,它可能比我們的世界還要溫暖一些。
Gliese 12 b 圍繞著一顆距離我們只有40 光年的紅矮冷恆星運行,它有望告訴天文學家更多關於靠近恆星的行星是如何保留或失去大氣層的信息。在這幅藝術家的構想圖中,Gliese 12 b保留著稀薄的大氣層。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/R.Hurt (Caltech-IPAC)
這顆可能適合人類居住的行星被命名為”Gliese 12 b”,每12.8天繞其主恆星運行一圈,大小與金星相當,因此比地球略小,表面溫度估計為42°C(107°F ),低於迄今為止確認的5000多顆系外行星中的大多數。
不過,這只是假設它沒有大氣層,而大氣層是確定它是否適合居住的關鍵的下一步。
Gliese 12 b 的大氣層可能與地球類似。它可能是金星的寫照,金星經歷了失控的溫室效應,變成了一個400°C (752°F)的地獄。它也可能沒有大氣層,或是太陽系中沒有的另一種大氣層。
得到答案至關重要,因為這將揭示Gliese 12 b 是否能保持適合液態水(可能還有生命)在其表面存在的溫度,同時還能解開地球和金星的進化過程和原因如此不同的答案。
Gliese 12 b絕不是第一顆被發現的類地行星,但正如美國太空總署所說,像它這樣值得仔細觀察的世界屈指可數。
據估計,Gliese 12 b 的大小可能和地球一樣大,也可能略小於地球,與太陽系中的金星相當。這幅藝術家的概念圖比較了地球與Gliese 12 b的不同可能解釋,從沒有大氣層到有類似金星的厚大氣層。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/R.Hurt (Caltech-IPAC)
Gliese 12 b:詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的主要目標
它被稱為”迄今為止發現的最近的、凌日的、溫帶的、地球大小的世界”,也是美國宇航局耗資100 億美元的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡進一步調查的潛在目標。
距離我們最近的類地行星–也可能是最著名的類地行星–是半人馬座比鄰星b,它距離我們只有4光年。然而,由於它不是一個凌日世界,我們還有很多東西要了解,包括它是否有大氣層和孕育生命的潛力。
大多數系外行星都是透過凌日法發現的,即從我們的視角看,行星從其恆星前方經過,導致主恆星亮度下降。
在凌日過程中,恆星的光線也會穿過系外行星的大氣層,有些波長的光線會被吸收。不同的氣體分子會吸收不同的顏色,因此凌日提供了一組化學指紋,可以被韋伯望遠鏡等儀器偵測到。
Gliese 12 b 在系外行星研究中的意義
Gliese 12 b的意義還在於,它可能有助於揭示銀河系中的大多數恆星–即冷恆星–是否能夠孕育有大氣層的溫帶行星,從而適合居住。
由兩個國際天文學家小組發現的”外金星”今天(5 月23 日)發表在《英國皇家天文學會月刊》上。它圍繞著一顆名為Gliese 12 的冷紅巨星運行,Gliese 12 距離地球近40 光年,位於雙魚座。
研究者的見解
澳洲南昆士蘭大學天文物理學中心博士生Shishir Dholakia 表示:”Gliese 12 b 是研究繞冷恆星運行的地球大小的行星能否保留大氣層的最佳目標之一,這是推進我們對整個銀河系行星宜居性的認識的關鍵一步。 “他與愛丁堡大學和倫敦大學學院的博士生Larissa Palethorpe 共同領導了一個研究小組。
系外行星的宿主恆星大小約為太陽的27%,表面溫度約為太陽的60%。
然而,Gliese 12與這顆新行星之間的距離僅為地球與太陽之間距離的7%。因此,Gliese 12 b 從恆星獲得的能量是地球從太陽獲得能量的1.6 倍,約為金星的85%。
了解大氣影響
太陽輻射的這種差異非常重要,因為它意味著地球表面溫度在很大程度上取決於大氣條件。與Gliese 12 b 的估計表面溫度42°C (107°F)相比,地球的平均表面溫度為15°C (59°F)。
Dholakia解釋說:”大氣層會捕獲熱量,而且根據類型的不同,會大大改變實際的表面溫度。我們引用的是行星的’平衡溫度’,也就是行星在沒有大氣層的情況下的溫度。這顆行星的科學價值主要在於了解它可能擁有什麼樣的大氣層。價值”。
Palethorpe 補充說:”人們認為,地球和金星最初的大氣層是被剝離的,然後通過火山排氣和太陽系殘留物質的轟擊得到補充。地球是宜居的,但金星由於完全失去了水而不適宜居住。
研究人員與東京的另一個研究小組一起,利用美國國家航空暨太空總署(NASA)的TESS(凌日系外行星巡天探測衛星)的觀測數據,幫助完成了他們的發現。
東京天文生物學中心的計畫助理教授Masayuki Kuzuhara 與東京大學的計畫助理教授Akihiko Fukui 共同領導了一個研究小組:「雖然我們還不知道它是否擁有大氣層,但我們一直把它看作是外金星,其大小和從恆星獲得的能量與我們在太陽系中的行星鄰居相似”。
保留大氣層的一個重要因素是恆星的風暴特徵,紅矮星往往磁性活躍,因此會產生頻繁且強大的X 射線耀斑。
然而,這兩個研究小組的分析結果表明,Gliese 12並沒有這種極端行為的跡象,這讓人們希望格利澤12號b的大氣層可能仍然完好無損。
位於馬裡蘭州格林貝爾特的美國太空總署戈達德太空飛行中心的研究天文物理學家邁克爾-麥克爾文(Michael McElwain)是Kuzuhara和Fukui論文的合著者之一。
為了更了解這些行星大氣層和演化結果的多樣性,我們需要更多像Gliese 12 b這樣的例子。