巨大的“眼球”是尋找太陽(yáng)系外生命的理想場(chǎng)所

一系外行星在2017年被確定為太陽(yáng)系外最有希望的生命繁衍生息的地方之一，它變得更加有希望 - 而且更加奇怪。

這外星世界LHS-1140b顯示出成為一顆“眼球”行星的跡象，全球海洋被冰覆蓋，還有一個(gè)直徑約4,000公里（約2,500英里）的單一虹膜狀區(qū)域永久凝視著其主星。

“在所有目前已知的溫帶系外行星中，LHS-1140b很可能是我們最好的選擇，有朝一日間接確認(rèn)了我們太陽(yáng)系外外星世界表面的液態(tài)水。天體物理學(xué)家查爾斯·卡迪厄（Charles Cadieux）說(shuō)蒙特利爾大學(xué)?！斑@將是尋找可能適合居住的系外行星的一個(gè)重要里程碑。

LHS-1140b，其發(fā)現(xiàn)是幾年前宣布，半徑約為地球的 1.73 倍，質(zhì)量的 5.6 倍;比我們自己的星球大，但仍然小到足以被認(rèn)為是一個(gè)地球世界。與地球相比，它與恒星的軌道也更加緊密，在不到25天內(nèi)完成了整個(gè)軌道。

如果那顆恒星真的像太陽(yáng)，那對(duì)生命來(lái)說(shuō)就太近了。相反，它是一顆涼爽、暗淡的紅矮星——所以恒星和系外行星之間的距離在我們所謂的宜居帶中是驚人的。這不會(huì)冷到所有地表水都會(huì)結(jié)冰，但又不會(huì)太近到會(huì)蒸發(fā)掉，被遺忘。

即便如此，如此接近意味著這顆系外行星很可能被潮汐鎖定。那時(shí)，它的自轉(zhuǎn)周期與其軌道周期同步，因此同一側(cè)始終面向恒星。這與我們?cè)诘厍蛏峡吹降默F(xiàn)象相同，并且月亮，以及為什么我們永遠(yuǎn)看不到它遠(yuǎn)離地球的一面。

位于宜居區(qū)并不意味著它擁有支持生命的必要條件。要了解更多關(guān)于LHS-1140b的化學(xué)性質(zhì)，我們需要觀察它的大氣層，如果有的話。這就是Cadieux和他的同事們利用JWST的力量所做的。

在不到50光年之外，這個(gè)系統(tǒng)離我們足夠近，我們可以收集到當(dāng)系外行星經(jīng)過(guò)地球和恒星之間時(shí)光線變化方式的詳細(xì)信息。一些星光會(huì)穿過(guò)大氣層;當(dāng)它這樣做時(shí)，一些波長(zhǎng)被吸收或放大通過(guò)內(nèi)部的原子。確切地說(shuō)，哪些原子在起作用，可以通過(guò)觀察哪些波長(zhǎng)受到影響來(lái)確定。

通過(guò)這樣做，研究人員能夠初步確定氮的存在，氮是地球大氣中的主要成分。如果LHS-1140b的氣態(tài)更強(qiáng)，就像一顆小小的海王星一樣，它將有一個(gè)更富含氫的大氣。氮?dú)獾拇嬖诒砻鞔嬖谥诙哟髿狻环N在系外行星誕生后形成的大氣，而不是與系外行星一起形成的大氣。

在去年發(fā)表的一項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)還結(jié)合了LHS-1140b的密度和半徑來(lái)計(jì)算其密度。他們得到了一個(gè)數(shù)字5.9 克每立方厘米.對(duì)于一個(gè)純粹由巖石構(gòu)成的世界來(lái)說(shuō)，這還不夠密集;鑒于它的大小，最適合的是迷你海王星或海洋覆蓋的水域世界。如果我們排除迷你海王星，我們剩下的就是一顆全球海洋系外行星。

然而，考慮到潮汐鎖定，這個(gè)全球海洋可能看起來(lái)并不像你想象的那樣。永久背對(duì)恒星的一側(cè)可能足夠冷，以至于凍結(jié)。只有直接面向恒星的斑塊才足夠溫暖以解凍，從而形成一個(gè)看起來(lái)像一個(gè)令人毛骨悚然的眼球在太空中盤旋.

然而，那片土地的表面溫度可能達(dá)到非常溫和的20攝氏度（68華氏度）——對(duì)于繁榮的海洋生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這足以溫暖。

我們不確定發(fā)生了什么，但它看起來(lái)是我們迄今為止最有希望的候選者，用于我們自己的行星社區(qū)之外的異國(guó)情調(diào)的外星生態(tài)系統(tǒng)，所以你可以打賭，會(huì)有更多的人盯著那個(gè)怪異的（可能的）眼球。

“在溫帶行星上探測(cè)類似地球的大氣層正在將韋伯的能力推向極限——這是可行的;我們只是需要大量的觀察時(shí)間。物理學(xué)家René Doyon說(shuō)蒙特利爾大學(xué)。

“目前富含氮?dú)獾拇髿獾嫩E象需要更多數(shù)據(jù)來(lái)確認(rèn)。我們至少需要一年的觀測(cè)來(lái)確認(rèn)LHS 1140b有一個(gè)大氣層，可能還需要兩到三年才能探測(cè)到二氧化碳。

該研究已被接受《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》，可在以下位置使用。arXiv的.

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