大於地球的系外行星中有三分之一可能富含液態水

　　2018年08月28日 09:13 新浪科技


　　

　　在太陽系以外體積比地球大的行星中，有三分之一很可能富含液態水。

　　

　　地球上的水只佔地球總質量的0.02%。

　　新浪科技訊 北京時間8月28日消息，據國外媒體報道，一項新研究稱，在太陽系以外體積比地球大的行星中，有三分之一很可能富含液態水。科學家表示，任何2到4倍地球體積的系外行星都很可能含有組成生命的主要物質，這為搜尋外星生命提供了線索。

　　對開普勒空間望遠鏡和蓋亞任務（歐洲空間局的空間望遠鏡）的數據分析顯示，這些行星可能有將近一半的質量由水組成——可能是液態水，也可能是冰凍狀態。相比之下，地球上的水只佔地球總質量的0.02%。

　　研究第一作者是哈佛大學的曾理博士，他說：「這是一個很大的驚喜，我們意識到原來『水世界』這麼多。」在目前已發現的系外行星中，有4000顆已被證實或很可能具有2或4倍的地球體積，它們的平均半徑分別是地球的1.5或2.5倍。

　　現在，一群來自不同國家的科學家開發了一個模型，對這些行星的內部結構進行分析。該模型基於蓋亞任務衛星近期對這些行星的質量和半徑測量結果。曾理博士說：「我們分析了質量與半徑的相關關係，並開發了一個或許能解釋這一關係的模型。」

　　模型分析結果顯示，體積較小的行星往往是岩石行星，其質量通常是地球的5倍；較大體積的行星具有10倍以上的地球質量，「很可能是『水世界』，」曾理博士說道。

　　曾理博士在波士頓舉行的哥德斯密特大會（Goldschmidt conference）上介紹了這些發現。「這是水，但並不像地球上經常見到的那樣，」他解釋道，「它們的表面溫度預計為200到500攝氏度，它們的表面可能被一層主要由水蒸氣組成的大氣層覆蓋，下方是液態水。」

　　「再往下，我們可能會發現水轉化成了高壓的冰，然後才是固體岩石核心，」曾理博士補充道，「這個模型的優美之處在於，它解釋了物質組成如何與這些行星的已知事實建立聯繫。」

　　1992年，科學家發現了環繞其他恆星運行的系外行星，並由此激發了天文學家了解這些行星的物質組成，並探索它們是否適合生命存在的熱情。「我們的數據顯示，已知體積大於地球的系外行星中，有35%的行星很可能富含水，」曾理博士說，「這些水世界形成的方式可能與我們在太陽系中發現的大型行星核心——木星、土星、天王星、海王星——十分相似。」

　　2018年4月18日發射的凌日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，簡稱為TESS）未來將發現更多這樣的系外行星，地面望遠鏡也將加入探索這些行星的行列。下一代的太空望遠鏡，如詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（James Webb Space Telescope，簡稱JWST），將很有可能幫助天文學家確定其中一些行星的大氣層特徵。這對系外行星的探索者來說將是非常振奮的時刻。

　　TESS任務的副科學主管、麻省理工學院的薩拉·西格（Sara Seager）教授說：「神秘的中等體積系外行星可能是富含水的水世界，這實在不可思議。或許未來的大氣層——濃厚的水蒸氣大氣層——觀測就將支持或否定這些新發現。」

　　火星上存在過液態水嗎？

　　火星上的液態水證據可以追溯到水手9號（Mariner 9）太空探測衛星，它在1971年抵達火星軌道。水手9號發現了火星表面河床和峽谷中的水侵蝕痕迹，以及鋒面、霧等的氣象事件的線索。

　　繼水手9號之後，海盜號軌道器（Viking orbiters）揭示了洪水沖刷出深谷的證據，使我們對火星的水有了全新的了解。現在的火星正處於冰期之中，在這一研究之前，科學家認為液態水無法存在於火星表面。

　　2013年6月，好奇號火星車發現了液態水曾經在火星表面流動的有力證據。同年9月，好奇號首次對火星土壤進行了分析，發現了火星表層的微細物質中含有質量分數為2%的水。

　　2017年，科學家對火星上的水進行了最精確的估計，宣稱該行星曾經擁有的液態水總量超過北冰洋，並且保留了這些水體超過15億年。這些發現表明，火星具有足夠生命出現和繁盛的時間。然而，過去37億年中，火星失去了87%的水，成了一顆乾旱、貧瘠的紅色星球。（任天）