宇宙有顆水做的星

2020-11-24 騰訊網

我們知道水是生命之源。地球之所以能誕生出如此豐富多彩的生命,都要歸功於液態水的存在。於是,當天文學家在探索外太空,為人類尋找「第二家園」時,對宜居星球的前提要求就是存在液態水。就這樣,在尋尋覓覓之中,天文學家們終於在距離地球40光年的地方,找到了一顆全身是水的行星——GJ1214b。

神秘的GJ1214b上會有生命存在嗎?

沒有陸地的水行星

在許多人的印象中,除了地球,其他的行星一般會出現兩種情況,一種是隨時隨地都可能有火山爆發,整個星球沉浸在炙熱的巖漿和濃密的毒氣裡;另一種則是一片死寂,除了刮個不停的狂風,就是冰冷的巖石和千萬年也不會融化的寒冰。

但GJ1214b上可不單單是有液態水這一回事,因為整個星球只有液態水,連一丁點兒的陸地都不存在。這樣的場景就和電影《星際穿越》裡的海洋行星一樣,整個星球都是汪洋大海。

眾所周知,地球上有71%的面積是海洋,即便如此,海洋也只佔地球總質量的0.05%。根據天文學家們的初步估算,GJ1214b要比地球大上好幾倍,而液態水佔了它總質量的10%,可見GJ1214b上的水容量該有多恐怖。如果把地球上的太平洋挪到GJ1214b上,估計也就是一個小水坑。

地球、GJ1214b和海王星的對比圖

GJ1214b上的海洋不僅面積寬廣,比地球上的海洋也要深得多。地球上的海洋平均深度為11千米,而GJ1214b上的海洋深度大約是地球上的10倍。地球上的海洋已經足夠誕生出像鯨那樣巨大無比的神奇生物,甚至還有一些長相極為恐懼的深海生物,如果是在GJ1214b上的超級海洋中,又會誕生出什麼樣的生物呢?

全身是水的GJ1214b

天文學家們的推測

當天文學家們測得GJ1214b的質量後,他們一下子陷入了困頓。這是怎麼回事呢?

地球上有水和巖石,其平均密度約為每立方釐米5.5克。GJ1214b的平均密度為每立方釐米2克,其水的密度是每立方釐米1克,也就是說在GJ1214b上除了水之外,還存在著其他物質。這些物質會是些什麼東西呢?

天文學家們推測出了兩種可能。第一種可能,GJ1214b有一個很小的巖石核心,外面是一個非常龐大的氫氣層,就好像碩大的氫氣球中心飄著一顆米粒;第二種可能,GJ1214b有一顆較大的巖石核心,巖石核心外圍就是海洋,再外圍是大氣層,而這個大氣層是由水蒸氣和氫氣共同組成的。

紅矮星

2013年,當GJ1214b發生凌星現象的時候,日本科學家用斯巴魯望遠鏡觀察了這顆行星,發現GJ1214b有濃密的大氣層。但令人沮喪的是,這並不是一顆適合人類居住的行星。這是因為,GJ1214b所圍繞的恆星是一顆紅矮星,紅矮星的亮度只有太陽的1/3000。雖然溫度不高,但GJ1214b距離紅矮星實在太近了,大概只有209萬千米的距離,整個GJ1214b都沸騰了,於是大量的水蒸發到空氣中,變成水蒸氣,水蒸氣的溫度高達230℃,就像一口一直加熱的大蒸鍋,完全不適合人類居住。

GJ1214b圍繞著紅矮星運轉

如此看來,似乎天文學家們的第二種推測更貼近事實。但也有一部分天文學家認為,雖然GJ1214b的海洋上空有熱氣騰騰的水蒸氣,可在海洋之下,在大氣和海水的雙重壓力下,海底的水很可能會變成固體冰,而且是溫度很高的冰,我們稱之為「熱冰」。熱冰只有在溫度達到76°C時,才會變成液態水。

GJ1214b到底是什麼樣,還有待我們去探索。不過,這顆充滿水的行星也在告訴我們一件事,那就是液態水雖然是誕生生命的先提條件,但並不是有水的行星就一定適合人類生存。

GJ1214b離紅矮星太近,導致表面溫度過高

來源:《青少年科苑》2019年10月夏眠

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