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update: 2025/12/14
更新日期: 2025/12/14
origin: 2010/12/06
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天文學家首次分析超級地球：大氣發現水蒸汽
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北京時間12月6日消息，根據公布的一項研究，天文學家首次對一顆所謂的“超級地球”的大氣層進行了分析。超級地球具體是指多岩係外行星，體積只有地球的幾倍。研究人員表示，在設法確定其他恒星係統內的行星道路上，這一突破無疑是向前邁出的重要一步。他們指出係外行星可能存在我們能夠識別的生態形態。
研究論文主執筆人、哈佛-史密森尼天體物理學中心教授雅各布‧比恩表示：“在了解這些係外世界特徵的道路上，我們實現了一個裏程碑。”比恩等人研究的係外行星是GJ 1214b，距地球42光年(約合400萬億公裏)左右，半徑大約是地球的2.6倍。
天文學家于2009年發現了GJ 1214b。由于繞一顆暗淡的小恒星運轉，科學家更容易通過分析穿過GJ 1214b邊緣並朝地球方向行進的恒星光線，獲取這顆係外行星大氣層的數據。這些數據涉及GJ 1214b大氣的化學構成、天氣以及所吸收光線的特定信號波長。借助于歐洲航天局位于智利的甚大望遠鏡，比恩及其同事能夠將可能性從3個減至2個。
由于與恒星間距離較近，GJ 1214b上有水存在，可能是以蒸汽的形式。此外，這顆行星的大氣層主要由氫構成，應該是一個多岩世界，但較高的雲層或者薄霧會阻擋視線。觀測數據表明，這顆係外行星並不是一個“迷你海王星”。它擁有一個多岩小核心，大氣層較厚並且富含氫。比恩說：“雖然我們還無法完全確定大氣層的構成，但我們已經向前邁出了令人興奮的一步，能夠將有關這樣一個遙遠世界的可能性減至2個，即存在蒸汽或者煙霧彌漫。”
無論是哪一種情況，GJ 1214b有生命存在的可能性都不大。比恩在接受法國媒體採訪時表示：“這顆行星溫度太高，並不適合生命存在。壓力與地球海平面類似的大氣層區域溫度估計超過500攝氏度。”
GJ 1214b每38小時繞恒星運行一周，二者之間的距離只有200萬公裏，是地日距離的七十分之一。盡管如此，GJ 1214b與其他已知係外行星相比仍是一個體積更少、溫度更低並且與地球更為類似的世界。迄今為止，天文學家共發現500多顆係外行星，其中絕大多數是所謂的“熾熱版木星”。之所以有此稱謂是因為它們巨大的氣體質量和極高的溫度。
隨著天文觀測設備的不斷先進，天文學家能夠發現更多與地球類似的多岩行星。比恩通過電子郵件表示：“我們正努力發現和確定可能適于居住的係外行星大氣層的特徵。雖然還沒有做到這一點，但我們有望在未來10年實現這一目標。”
迄今為止，天文學家還沒有發現任何係外行星處在其所在恒星係統的“適居帶”。這一區域的溫度既不太高，也不太低，水不會蒸發，也不會凍結，允許生命存在于液體之中。在地球的大氣層中，氮氣的比重佔到78%，氧氣佔到21%，余下是包括二氧化碳在內的其他氣體。(新浪科技 秋淩)