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航空海洋

天文学家首次发现类海王星转变为类地球行星

来源:中国时报2022-02-08 00:27482

天文学家推测,海西恩行星虽然炎热,但仍然能在星球上保留大量液态水。 (图/剑桥大学)

天文学家最近发现两个类海王星的系外行星: TOI-560b与HD 63433c正在散逸自己浓密的气体层,可能在持续发展后,会转变为类地球的行星。这个发现证实了先前提出过的假说。

科学新闻(Sci-News)报导,我们太阳系的外行星:木星、土星、天王星与海王星,都是以大型气体行星,但是与木星土星相比,天王星与海王星体型较小,气体成分也不太一样,除了主要的氢气氦气以外,还有相当多的甲烷、氨气和水。这使得科学家有一种大胆猜测,要是海王星放在地球这个位置,强烈的阳光会不会把原本浓密的氢气与氦气给吹散掉,留下中间的岩石核心与少量气体,成为像是地球的行星?这种假说被称为「海王星超级地球假说」。

如今,加州理工学院研究生张迈克博士(Dr. Michael Zhang)拍摄到符合该假说的系外行星。

研究团队借用哈伯太空望远镜,观察位于双子座HD 63433恒星旁边的系外行星, HD 63433c,它的体积略小于海王星,但组成构造类似,距离恒星相当近,20天就完成1次公转。 HD 63433距离我们73光年,属于G5型恒星,表面温度5800度左右,与太阳很像。

他们又利用夏威夷凯克天文台的近红外线光谱仪 (NIRSPEC),研究位在长蛇座的TOI-560恒星旁的行星TOI-560,它也是迷你海王星,同样与恒星过于接近,18天就公转一圈。这是一颗距离地球103 光年的 K4 型红矮星,表面温度2800度。

2个类海王星都离恒星过度接近,强烈的恒星辐射会把它们的表面气体给不断蒸气,新的观察也发现这个现象,因此TOI-560b 和 HD 63433c 可能正在变成超级地球。

这个发现的重要性在于证明「海西恩行星」(Hycean planet )的可能性,海西恩行星是一种比地球要大,温度可能高到200度,但是因为星球引力很大,仍然可以使水份在超过100度后仍保留液态,它的表面可能大部分都被海洋覆盖(90%)。

虽然「海西恩行星」的温度度对我们多数生命来的过高,但是因为富含液态水,或许有些极端生命仍然可以生存,比如海底热泉喷口附近的生物。一些研究人员还认为,在地球刚形成海洋的时期,可能看起来就像一颗海西恩行星。

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