「第二地球」不易找：系外行星可能極其缺水

2014年07月25日 10:39
來源：新華網

新華網華盛頓７月２４日電（記者林小春）在太陽系外尋找「第二地球」比此前認為的要困難得多。多國天文學家２４日說，他們利用哈勃太空望遠鏡觀測了３顆繞著類似太陽的恆星運轉的遙遠行星，雖然確實找到了水，但貧乏程度「令人相當吃驚」。這一發現對現有行星形成理論提出嚴重挑戰。

「基本上，這說明行星形成理論遇到了大麻煩，」領導研究的英國劍橋大學尼庫·馬杜蘇丹說，「我們期盼著在這些行星中找到大量的水。但現在我們不得不重新討論巨行星尤其『熱木星』的形成與遷移模型，研究它們是怎麼形成的。」

「熱木星」是指大小與木星相當，但溫度極高、運行軌道距其繞行恆星非常近的氣態巨行星。最新研究的３顆行星距地球６０至９００光年，圍繞著類似太陽的母星運轉，表面溫度介於８１５攝氏度到２２００攝氏度，是典型的「熱木星」，其大氣被認為是尋找水蒸氣的理想之地，但結果只有行星形成標準理論所預測水平的千分之一到十分之一，「幾近乾涸」。

這３顆行星分別代號為ＨＤ　２０９４５８ｂ、ＨＤ　１８９７３３ｂ和ＷＡＳＰ－１２ｂ，其中第一顆接受了迄今對系外行星化學成分最高精度的測量，測到的大氣水蒸氣含量介於４到２４ｐｐｍ（１ｐｐｍ為百萬分之一）之間。馬杜蘇丹說：「我們現在能以比以前大得多的確定性宣布，我們已經在系外行星找到了水。但是，其含量之低令人相當吃驚。」

馬杜蘇丹說，這一發現意味著，未來我們尋找潛在宜居的地球大小的系外行星時，「可能得準備面臨其含水量比預想低得多的情況」。

根據現有的行星形成理論，行星是在年輕恆星周圍由氫、氦、冰和塵埃粒子組成的塵埃星盤中形成。這些粒子聚集在一起日益增大，直到在引力作用下形成一個固體核，繼續吸引周圍的塵埃和氣體后形成巨大的行星。在這個過程中，行星大氣的氧應該大體上以水蒸氣的形式存在。但馬杜蘇丹及其美國與加拿大的同行發現水蒸氣含量極低，給這一理論「提出了許多問題」。

這一發現發表在新一期《天體物理學雜誌通訊》上。參與研究的美國馬里蘭大學的德雷克·德明說：「關於系外行星，我們還有許多未解之謎，因此這一發現開啟了研究行星和太陽系形成的新篇章。」