美國(guó)宇航局發(fā)現(xiàn)一對(duì)擁有1000英里深海洋的超級(jí)地球Kepler

2025-12-05 03:56:21 分類：綜合 閱讀(998)

（神秘的美國(guó)地球uux.cn）據(jù)cnBeta：在1995年的末世動(dòng)作片《水世界》中，地球的宇航擁有英里洋極地冰蓋已經(jīng)完全融化，海平面上升到5英里以上，現(xiàn)對(duì)重慶同城約炮（電話微信199-7144=9724）高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)幾乎覆蓋了所有的深海陸地。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一對(duì)行星，超級(jí)它們是地球真正的"水世界"，不同于我們太陽系中發(fā)現(xiàn)的美國(guó)任何行星。

它們比地球略大，但沒有巖石的現(xiàn)對(duì)密度。然而，深海它們的超級(jí)密度卻比圍繞我們太陽運(yùn)行的氣態(tài)外行星還要大。那么，地球它們是美國(guó)由什么構(gòu)成的呢？最好的答案是，這些系外行星的宇航擁有英里洋全球海洋至少比地球海洋的平均深度深500倍，它們僅僅是現(xiàn)對(duì)重慶同城約炮（電話微信199-7144=9724）高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)巖石球上的一層濕潤(rùn)的外衣。
這些濕漉漉的世界圍繞紅矮星開普勒-138運(yùn)行，位于218光年外的天琴座。這些行星是在2014年由美國(guó)宇航局的開普勒太空觀測(cè)站發(fā)現(xiàn)的。用斯皮策和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的后續(xù)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，這些行星主要由水組成。水的光譜特征沒有被直接觀察到。但是這個(gè)結(jié)論是基于它們的密度，而密度是通過比較它們的大小和質(zhì)量計(jì)算出來的。
不要指望在全球的海洋中找到魚。它們可能太暖和了，而且處于非常高的壓力之下，因此在海洋表面和行星大氣之間沒有所謂的離散邊界。
盡管望遠(yuǎn)鏡不能直接觀察到這些行星的表面，但它們的密度表明它們比巖石世界要輕，但比以氣體為主的世界要重。
由蒙特利爾大學(xué)Trottier系外行星研究所（iREx）的Caroline Piaulet領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)于12月15日在《自然-天文學(xué)》雜志上發(fā)表了對(duì)這個(gè)被稱為開普勒-138的行星系統(tǒng)的詳細(xì)研究。
Piaulet及其同事用NASA的哈勃和退役的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了系外行星Kepler-138 c和Kepler-138 d，發(fā)現(xiàn)這些行星可能主要由水組成。這兩顆行星和離該恒星較近的一顆較小的行星伴侶--開普勒-138 b，此前已經(jīng)被美國(guó)宇航局的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)。新的研究也發(fā)現(xiàn)了第四顆行星的證據(jù)。

在這幅插圖中，超級(jí)地球開普勒-138 d位于前景。左邊是開普勒-138 c號(hào)行星，背景是開普勒138 b號(hào)行星，在其中心恒星上有一個(gè)剪影。開普勒138是一顆紅矮星，位于218光年之外。開普勒138 c和開普勒138 d的低密度--它們的大小幾乎相同--意味著它們必須主要由水組成。它們的質(zhì)量都是地球的兩倍，但是密度大約是地球的一半，因此不可能是固體巖石。這是根據(jù)它們的質(zhì)量與物理直徑的測(cè)量結(jié)果得出的。它們被認(rèn)為是一類新的"水行星"，不同于我們太陽系中發(fā)現(xiàn)的任何主要行星。開普勒-138 b是已知最小的系外行星之一，其質(zhì)量與火星相當(dāng)，密度為巖石。資料來源：美國(guó)宇航局、歐空局、Leah Hustak（STSCI）。
"我們以前認(rèn)為，比地球大一點(diǎn)的行星是由金屬和巖石組成的大球，就像放大版的地球，這就是為什么我們稱它們?yōu)槌?jí)地球，"研究報(bào)告的共同作者、蒙特利爾大學(xué)天體物理學(xué)教授Björn Benneke解釋說。"然而，我們現(xiàn)在已經(jīng)表明，這兩顆行星，開普勒-138 c和d在性質(zhì)上有很大的不同，它們整個(gè)體積中的很大一部分可能是由水組成的。這是迄今為止關(guān)于水世界的最佳證據(jù)，天文學(xué)家理論上認(rèn)為這種類型的行星存在已久。"
c和d行星的體積是地球的三倍多，質(zhì)量是地球的兩倍，其密度比地球低得多。這令人驚訝，因?yàn)槠駷橹贡辉敿?xì)研究過的大多數(shù)僅比地球稍大的行星似乎都是像我們一樣的巖石世界。研究人員說，最接近的比較是外太陽系中的一些冰冷的衛(wèi)星，它們也主要由圍繞著巖石核心的水組成。
"想象一下木衛(wèi)二或土衛(wèi)二的大版本，它們是圍繞木星和土星運(yùn)行的富含水的衛(wèi)星，但離它們的恒星要近得多。它們不是一個(gè)冰冷的表面，而是有一個(gè)大的水蒸氣包層。"

這是一幅藝術(shù)家的插圖，顯示了地球（左）和系外行星開普勒-138 d（右）的橫截面。和地球一樣，這顆系外行星的內(nèi)部由金屬和巖石組成（棕色部分），但是開普勒-138 d也有一層厚厚的各種形式的高壓水：行星深處的超臨界水和潛在的液態(tài)水，以及其上方延伸的水蒸氣包層（藍(lán)色陰影）。這些水層占其體積的50%以上，或者說深度約為1,243英里（2,000公里）。相比之下，地球上的液態(tài)水的比例可以忽略不計(jì)，平均海洋深度不到2.5英里（4公里）。資料來源：蒙特利爾大學(xué)的Benoit Gougeon。
研究人員表示，這些行星可能沒有像地球上那樣直接在行星表面有海洋。開普勒-138 d的大氣層中的溫度可能高于水的沸點(diǎn)，我們預(yù)計(jì)這顆行星上有一個(gè)由蒸汽構(gòu)成的厚實(shí)的密集大氣層。Piaulet說："只有在這種蒸汽大氣之下，才有可能有高壓下的液態(tài)水，甚至是在高壓下出現(xiàn)的另一種相的水，稱為超臨界流體。"
2014年，來自美國(guó)宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)讓天文學(xué)家宣布探測(cè)到三顆圍繞開普勒-138運(yùn)行的行星。這是基于當(dāng)行星瞬間經(jīng)過它們的恒星前時(shí)，星光出現(xiàn)了可測(cè)量的凹陷。
Benneke和他的同事，來自新墨西哥大學(xué)的Diana Dragomir，提出了在2014年和2016年之間用哈勃和斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡重新觀察該行星系統(tǒng)的想法，以捕捉更多開普勒-138 d，即該系統(tǒng)中第三顆行星的過境，以研究其大氣。
開普勒-138 c和d這兩個(gè)可能的水世界并不位于宜居區(qū)，宜居區(qū)是指恒星周圍溫度允許巖質(zhì)行星表面出現(xiàn)液態(tài)水的區(qū)域。但是在哈勃和斯皮策的數(shù)據(jù)中，研究人員還發(fā)現(xiàn)了該系統(tǒng)中的一顆新行星--開普勒-138 e--位于宜居帶的證據(jù)。
這顆新發(fā)現(xiàn)的行星很小，而且離它的恒星比其他三顆更遠(yuǎn)，需要38天才能完成一個(gè)軌道。然而，這顆額外的行星的性質(zhì)仍然是一個(gè)懸而未決的問題，因?yàn)樗坪鯖]有經(jīng)過其主星。觀測(cè)這顆系外行星的軌道將使天文學(xué)家能夠確定其大小。
現(xiàn)在有了開普勒-138 e，以前已知的行星的質(zhì)量又通過凌日時(shí)間變化法進(jìn)行了測(cè)量，該方法包括跟蹤行星在其恒星前凌日的精確時(shí)刻的微小變化，這些變化是由附近其他行星的引力引起的。
研究人員還有一個(gè)驚喜：他們發(fā)現(xiàn)開普勒-138 c和d這兩個(gè)水世界是"雙胞胎"行星，具有幾乎相同的大小和質(zhì)量，而它們以前被認(rèn)為是截然不同的。另一方面，距離較近的行星開普勒-138 b被證實(shí)是一顆火星質(zhì)量的小行星，是迄今為止已知最小的系外行星之一。
Benneke總結(jié)說："隨著我們的儀器和技術(shù)變得足夠敏感，可以發(fā)現(xiàn)和研究離其恒星更遠(yuǎn)的行星，我們可能會(huì)開始發(fā)現(xiàn)更多這樣的水世界。