第135章 HD 10180_可觀測Universe_笔趣阁阅读小说网 

第135章 HD 10180(2 / 2)

宜居帶:行星表麵可能存在液態水的軌道範圍距恒星不遠不近),hdf、g接近該區域。

潮汐鎖定:行星因恒星引力永遠以同一麵朝向恒星如月球對地球),內側行星b、c、d可能如此。

係外行星:太陽係外的行星如hd的7顆行星),通過間接方法視向速度、淩日等)發現。

hd:行星寶庫的“生命密碼”第二篇幅·終章)

智利拉西拉天文台的觀測室裡,韋伯望遠鏡傳回的最新圖像在屏幕上緩緩展開——hdf行星的大氣光譜像一條彩虹色的絲帶,其中代表水蒸氣的吸收線格外明亮。我攥著咖啡杯的手微微出汗,轉頭看向安東尼奧:“找到了!f行星確實有水蒸氣,濃度是地球的30!”這位頭發花白的導師扶了扶眼鏡,鏡片上反射著光譜曲線:“看來我們的‘行星寶庫’裡,藏著不止是石頭和冰,還有‘生命之源’的線索。”

130光年外的hd係統,這個由7顆行星組成的“熱鬨家族”,在第1篇幅中向我們展示了它的“行星隊列”;這一篇,則要潛入每顆行星的“內心世界”,看它們是否有岩石表麵、液態水湖,甚至……生命最初的火花。從內側“烤焦的土豆”到外側“冰凍的冰球”,從“熱海王星”的大氣霧霾到“溫行星”的潛在海洋,我們用十年觀測數據“翻譯”出的,不僅是一份“行星檔案”,更是太陽係形成與生命起源的“宇宙參照係”。

一、內側三兄弟:被恒星“烤炙”的“熱行星”

hd的內側三顆行星b、c、d)像被恒星“抱在懷裡”的孩子,距離恒星僅0.020.08天文單位日地距離的28),一年隻有116天。它們的表麵溫度超過500c,大氣早已被恒星輻射剝離,隻剩光禿禿的岩石核心或厚重的“熱霧霾”,是宇宙中最嚴酷的“煉獄”。

1.b行星:1天一年的“熔岩球”

b行星是“全家最靠近恒星的孩子”,軌道周期僅1.1天比地球一天還短),表麵溫度高達1200c。通過韋伯望遠鏡的紅外觀測,團隊發現它的表麵布滿“熔岩湖”——岩石被烤化成紅色液體,在恒星的“永恒白晝”下緩緩流動,偶爾因火山噴發濺起百米高的“岩漿雨”。

“它的大氣幾乎被剝離光了,”參與分析的博士生馬爾科姆指著光譜圖,“隻剩下微量的鈉和鉀,像一層‘鹽霜’撒在熔岩表麵。”更神奇的是,b行星的自轉周期與軌道周期同步潮汐鎖定),永遠以同一麵朝向恒星——白晝麵是“熔岩地獄”,黑夜麵則因極度寒冷150c)凝結成“黑曜石冰原”,兩者交界處形成一圈“焦糊帶”,像宇宙中的“燒焦麵包圈”。

2.c行星:5天一年的“甲烷冰球”

c行星比b稍遠,軌道周期5.8天,溫度800c。它的大氣以甲烷和氨為主,像一層“有毒的棉被”裹著岩石核心。韋伯望遠鏡的近紅外相機捕捉到它的表麵有“條紋狀結構”——那是甲烷冰在恒星輻射下升華固體變氣體),又在黑夜麵重新凝結成的“冰條紋”,像給行星穿了件“條紋毛衣”。

“我們曾以為它是‘冰巨星’的迷你版,”安東尼奧回憶,“直到發現它的密度比水還大5克立方厘米),才知道核心是岩石,大氣隻是‘薄外套’。”馬爾科姆開玩笑說:“如果有人能站在c行星上當然不可能),會看到甲烷雲在頭頂飄,腳下是冰與岩石的混合地麵,像踩在‘冷凍的毒蘑菇’上。”

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3.d行星:16天一年的“熱霧霾世界”

d行星是內側三兄弟中“最溫和”的相對),軌道周期16.3天,溫度500c。它的大氣厚達1000公裡,主要成分是氫和氦,混雜著硫化物和矽酸鹽顆粒——這些顆粒在大氣中形成“熱霧霾”,像地球上的沙塵暴,但更濃密,能見度不足1公裡。iri相機拍到了它的‘日落’,”索菲亞第1篇幅的博士生)展示模擬圖,“恒星的光穿過熱霧霾時,被散射成詭異的紫紅色,像火星上的沙塵暴,但顏色更暗。”團隊推測,d行星的地表可能覆蓋著“玻璃質岩石”——高溫讓岩石熔化後又快速冷卻,形成光滑的黑色表麵,反射著恒星的微光。

二、中間三姐妹:宜居帶邊緣的“溫行星”

hd的中間三顆行星e、f、g)是係統的“黃金地段”,距離恒星0.170.49天文單位類似金星到火星的距離),溫度0c到50c。它們像“宇宙中的溫帶地區”,e行星可能有水蒸氣,f行星可能有冰蓋與液態水湖,g行星則像“冰凍的地球”——這三顆行星,是團隊尋找“生命跡象”的重點。

1.e行星:49天一年的“水蒸氣世界”

e行星的軌道周期49.7天,溫度200c,剛好處於“宜居帶邊緣”液態水可能存在的區域)。韋伯望遠鏡的大氣光譜顯示,它的水蒸氣濃度是地球的5,主要集中在“晨昏線”晝夜交界處)——那裡溫度較低,水蒸氣凝結成“晨露”,像給行星戴了條“濕潤的項鏈”。

“我們模擬了e行星的氣候,”馬爾科姆操作著電腦上的模型,“它的自轉周期約30小時比地球長6小時),大氣有微弱的風風速10公裡小時),能把水蒸氣從晝半球吹到夜半球,形成‘移動的濕區’。”更令人興奮的是,團隊在e行星的紅外圖像中發現了“異常亮點”——可能是地表反射的陽光,暗示存在“裸露的岩石區域”,而非完全被大氣覆蓋。

2.f行星:122天一年的“冰火兩重天”

f行星是團隊最關注的“潛力股”,軌道周期122天,溫度0c左右類似地球的南極)。它的質量18倍地球海王星大小),但密度較低2克立方厘米),暗示大氣較厚,但可能存在“岩石核心+液態水海洋”的結構。

“看這個!”索菲亞放大韋伯的光譜圖,“除了水蒸氣,還有二氧化碳的吸收線——濃度是地球的2倍,說明可能有‘溫室效應’在維持溫度。”模擬顯示,f行星的晝半球溫度10c液態水可存在),夜半球20c冰蓋),中間地帶可能有“季節性的液態水湖”,像地球的季節性沼澤。a射電望遠鏡:f行星周圍存在“微弱的毫米波信號”,可能是“地表水體反射的無線電波”。“如果確認是液態水湖,f行星將成為太陽係外最像地球的行星之一,”安東尼奧難掩興奮,“雖然它的大氣壓力大地球的5倍),但或許有微生物能在高壓下生存。”

3.g行星:600天一年的“冰凍地球”

g行星的軌道周期600天約1.6年),溫度50c,像“宇宙的冰箱”。它的大氣以二氧化碳為主,濃度是地球的100倍,形成厚厚的“冰蓋”乾冰+水冰),表麵布滿隕石坑——像地球的南極洲,但更寒冷。

“韋伯望遠鏡拍到了它的‘極冠’,”馬爾科姆展示圖像,“白色的乾冰覆蓋在藍色的冰層上,邊緣有‘冰裂縫’,可能是地下液態水向上滲透的通道。”團隊推測,g行星的地下1公裡處可能存在“液態水海洋”類似木衛二),由地熱和二氧化碳溫室效應維持。“如果有衛星圍繞g行星旋轉,或許衛星表麵能有液態水,”索菲亞補充,“就像木衛二繞著木星。”

三、外側老大哥:6年一年的“冰封老人”

h行星是係統的“老大哥”,軌道周期2200天約6年),距離恒星1.4天文單位比火星遠一點),溫度100c。它的質量23倍地球,大氣凍結成“冰晶雲”主要是甲烷和氮冰),表麵覆蓋著“冰沙”水冰與岩石碎片的混合物),像個“宇宙中的冰封沙漠”。

“h行星的自轉周期約50小時,”安東尼奧翻著觀測日誌,“它的軌道偏心率較高0.2),導致近日點離恒星最近時)溫度80c,遠日點120c,溫差讓冰沙表麵形成‘風蝕地貌’,像地球的雅丹地貌。”韋伯望遠鏡的觀測還發現,h行星周圍有“微弱的塵埃環”——可能是小行星撞擊產生的碎片,像太陽係的小行星帶,但更稀疏。

四、生命可能嗎?“行星寶庫”的終極追問

hd的7顆行星中,哪顆最可能有生命?團隊的結論是:f行星和g行星的地下海洋,或e行星的晨昏線液態水區,存在簡單生命的可能性約1基於地球生命的生存條件類比)。但這個“1”,已足以讓天文學家激動不已——因為它證明:在類似太陽的恒星周圍,多行星係統中確實存在“潛在宜居”的世界。

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1.“生命三要素”的宇宙驗證

生命的存在需要“液態水、能量、有機物”,hd的行星恰好提供了這些條件:

液態水:f行星的冰蓋下海洋、e行星的晨昏線湖泊、g行星的地下海洋;

能量:恒星輻射e、f、g行星)、地熱g、h行星的地下);

有機物:f行星大氣中的甲烷可能是生物活動產物)、e行星的二氧化碳光合作用原料)。

“我們不敢說一定有生命,”馬爾科姆謹慎地說,“但如果太陽係外的行星有這‘三要素’,生命就可能‘偶然’誕生——就像地球。”

2.與太陽係的“鏡像對比”

hd係統與太陽係有驚人的相似性:內側是熾熱的“類地行星”但質量更大),中間是“類海王星”,外側是“冰巨星”。不同的是,太陽係的行星軌道更“分散”,而hd的行星“擠”得更近——這可能是因為形成它們的“原行星盤”物質更密集。

“hd像太陽係的‘緊湊版’,”安東尼奧比喻,“如果太陽係的水星、金星、地球、火星也‘擠’到0.5天文單位內,可能也會形成類似的‘熱行星隊列’。”這種“鏡像對比”讓天文學家更理解太陽係的形成:行星的軌道位置、質量大小,都由原行星盤的“物質分布”決定。

五、尾聲:當“行星寶庫”成為“宇宙的生命教科書”

淩晨四點,拉西拉的觀測室裡,團隊圍坐在屏幕前,看著hd的7顆行星在模擬軌道上“運行”。f行星的液態水湖、e行星的水蒸氣帶、g行星的地下海洋……這些“宇宙景觀”,像一本攤開的“生命教科書”,告訴我們:在130光年外,有一個“行星家族”,正用它的“熱鬨”與“寂靜”,演繹著宇宙中最古老的命題——生命,如何在虛無中誕生?

或許,50億年後,當地球因太陽膨脹而毀滅,hd的f行星會成為新的“生命搖籃”;或許,此刻正有某個外星文明,用望遠鏡對準太陽係,像我們觀察hd一樣,猜測地球是否有生命。而我們,通過這顆“行星寶庫”的7顆行星,不僅讀懂了宇宙的“行星多樣性”,更看到了生命在宇宙中那點倔強的“可能性”——它像黑暗中的螢火蟲,微弱卻執著,告訴我們:我們並不孤單。

說明

資料來源:本文核心數據來自韋伯望遠鏡jst)nirspec光譜觀測20232024,gto團隊)、aa射電望遠鏡毫米波信號分析2024,atereta.)、歐洲南方天文台oviseta.)。

故事細節參考安東尼奧《hd行星環境研究》2024)、索菲亞博士論文《係外行星液態水探測》2023)、馬爾科姆《多行星係統氣候模擬》2024)、智利拉西拉天文台觀測日誌20132024)。

語術解釋:

淩日法:行星從恒星前方經過時遮擋星光,通過亮度變化探測行星的方法文中未直接用,但為係外行星常用探測法之一)。

大氣光譜:分解行星大氣透過的星光得到的光譜,通過吸收線判斷大氣成分如水蒸氣、二氧化碳)。

溫室效應:大氣中的溫室氣體如二氧化碳)吸收熱量,使行星表麵溫度升高的現象如f行星的?維持液態水)。

潮汐鎖定:行星因恒星引力永遠以同一麵朝向恒星如月球對地球),內側行星b、c、d可能如此。

原行星盤:恒星形成時殘留的氣體塵埃盤,行星在其中由物質聚集形成hd與太陽係的原行星盤物質密度不同)。

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