研究表明:比鄰星軌道最近的星球可能適宜居住

2020-12-08 網易手機

（原標題：研究表明：比鄰星軌道最近的星球可能適宜居住）

近日一個質量與地球相似的巖石系外行星在比鄰星周圍被偵測到，比鄰星是距離太陽系最近的一顆恆星。這顆行星被命名為比鄰星b（proxima b），因其運行軌道使得該行星的表面的水體能以液態形式存在，從而使其關注點上升到了可居住性這個層面。在《天體物理學雜誌通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上發表的一項報告中，馬賽天體物理實驗室（CNRS / Aix-MarseilleUniversit ）研究人員領導的一個國際小組已經確定了該行星的表面尺寸和性質，該研究實際上也支持了比鄰星b宜居性的可能性。

此作品展現了環繞於紅矮星比鄰恆星（Proxima Centauri）作軌道運轉的比鄰星b的星球表面視圖，比鄰星是距離太陽系最近的恆星。雙星半人馬座阿爾法星AB也出現在圖片中。比鄰星b的質量要稍大於地球，運行於比鄰星周圍的宜居帶內，其溫度適合液態水存在於它的表面。

圖片來源：ESO(歐洲南方天文臺) / M. Kornmesser

該團隊認為比鄰星b有可能是一顆「海洋星球」，即整個星球表面是被海洋覆蓋的，該星球上的水份可能類似於圍繞木星土星周圍的冰質衛星內發現的地下海洋的水份。研究人員也表示比鄰星b的結構組成可能類似於水星，即三分之二由金屬核構成。這些結論提供了今後對於比鄰星b可居住性研究的基礎理論依據。

距離太陽系最近的恆星比鄰星，其行星系統內包括至少一顆行星。新研究分析並補充了早期的觀察。這些新的測量顯示這顆被命名為半人馬座比鄰星b（Proxima Centauri b）或比鄰星b（Proxima b）的行星，質量接近於地球（是地球的1.3倍），並以0.05個天文單位的距離圍繞其恆星運轉 (即太陽與水星距離的十分之一)。與人們想像的相反,這麼小的距離並不意味著比鄰星b擁有很高的表面溫度，因為它的恆星，即紅矮星比鄰星的質量和半徑僅是太陽的十分之一，亮度比太陽的千分之一還要弱。因此比鄰星b處於比鄰星的宜居帶並且其表面可能存在液態水。

然而，很少有人了解比鄰星b，尤其是它的半徑。因此對於它長什麼樣、由什麼組成我們也無從考證。系外行星半徑的大小通常是發生行星凌星現象時，當行星掠過其恆星時計算得出，但是比鄰星b 是否會發生此現象還無從得知。

還有另外一個估算行星半徑的方法。如果我們知道該行星的質量，我們可以模擬出該組成物質的行為。這一方法被馬賽天體物理學實驗室的研究團隊(法國國家科學研究院/艾克斯-馬賽大學)的美法研究者們和康奈爾大學天文學系使用。在內部結構模型的協助下，他們探究了可能與比鄰星b有關聯的不同的組成成分並推導出了行星半徑相應值。他們將他們的研究限制在潛在宜居星球的情況下，模擬出稠密且堅實的行星，該行星由金屬核及巖石地幔層形成，如同我們在太陽系中其他類地行星上發現的一樣。

這些假設為比鄰星b的組成成分提供了大量不同的可能性。該行星的半徑可能介於地球半徑0.94到1.40倍之間（即3959英裡，或6371公裡）。研究表明比鄰星b半徑至少為3722英裡（5990千米），獲得此項數據的唯一可能就是它是一個高密度的行星，包括一個相當於整個行星質量65%的金屬核，剩餘部分由巖石地幔（由矽酸鹽組成）組成。這兩種材料之間的邊界位於深度約932英裡(1500千米)處。有了這樣的構成，使得比鄰星b非常接近同樣也有一個非常堅實金屬核的水星。這第一個案例不排除行星表面會有水的存在，因為地球上的水體本身不超過0.05%的行星的質量。相比之下,比鄰星b也可以是半徑為5543英裡(8920千米),前提是它是由50%的巖石被50%的水包圍著的。在這種情況下，比鄰星b將單單被深度為124英裡（200千米）的液體海洋覆蓋。海洋之下的壓強會非常的強以致液態水在到達深1926英裡（3100千米）的地幔之前就轉變為高壓冰了。在這些極端情況下，稀薄的大氣會覆蓋整個行星，同地球一樣，使得比鄰星b可適宜居住。

這些發現為比鄰星b的不同組成方案提供了重要的附加信息。其中一些包括完全乾燥的行星，而其他成分允許有大量的水的存在。研究小組的工作包括提供每一方案下行星半徑的估算值。同樣的，這也將限制比鄰星b上水的存在，因為在這裡水份被恆星發射出的紫外線和x射線照射而易蒸發，這些射線要比從太陽中散射的強度更為猛烈。

未來對於比鄰星的觀測會完善現在的各項研究。特別是恆星的重元素豐度的測量(鎂、鐵、矽)將減少比鄰星b可能組成成分的數量，從而計算出比鄰星b 更精準的半徑值。(翻譯：派皮兒丸子子 校核：Ivy Hu)

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本文來源：cnbeta網站 責任編輯：王曉易_NE0011

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