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地球的冒牌亲戚

美国科学家称他们在太阳系之外找到了一颗与地球非常相似的行星——开普勒69c。一部分拥有技术而又多金的人开始筹划着移居到那儿去。因为地球气温越来越高,海冰不断融化,空气污染加剧,物种不断灭绝,地球已经越来越不适宜居住了。
经过缜密的计划和准备,他们满心欢喜地登上了前往开普勒69c的飞船,每个人都想着终于可以逃离地球这个鬼地方了。然而,当他们到达开普勒69c上空时,所有人都失望至极——开普勒69c还不如地球,那里的高温简直可以把人烤熟!
当然,这不过是一个虚构的故事,但开普勒69c是真的存在的。这颗星球被发现与2013年,距离地球2700光年,大小是地球的1.7倍。
刚开始,科学家们猜测这颗行星位于宜居带中,并且是岩石行星,与地球有相似之处,比如拥有板块构造、大气层,可能还有液态水。而从公转周期来看,开普勒 69c的公转周期为242天,与地球的公转周期虽然有差别,但是这足以使星球之上形成鲜明的季节变化。所以天文学家们认为开普勒69c是与地球最相似的超级地球。
但是后来的研究却让科学家们的心情像坐过山车一样——开普勒69c可能闷热异常,其环境可能类似于金星,所以它不是超级地球,而是颗超级金星。

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被错认的超级地球

开普勒69c不是唯一被认为最像地球的行星,因为寻找宜居的超级地球并非易事,近几年,科学家们就经历了多次心理落差,因为他们好几次把金星的亲戚超级金星错当成了地球的兄弟、姐妹、表哥、表姐。
2014年,澳大利亚的研究人员在格利泽832恒星系统中发现了一颗行星——格利泽832c。格利泽832c位于宜居带内,与恒星的距离很近,但是由于格利泽832本身是颗红矮星, 所以格利泽832c接收到的阳光与地球接收到的量相似,因此研究人员认为这颗行星可能有液态水。此外,格利泽832c个头比较大,质量更是地球的5倍,这意味着格利泽832c可能有大气层,其温度可能与地球类似,可能还存在季节性变化。它也因此被认为是最像地球的超级地球,被称为“地球2.0”。
格利泽832c“地球2.0”的称号可能是徒有虚名的,它的质量之大,足以让它维持一个浓厚的大气层,并且其自转一周仅有36天。这意味着,这颗行星的温度远比地球温度要高许多,而且会越来越高。它也因此被划入了超级金星的名单。
2015年,美国宇航局的科学家又有了一个惊人的发现,他们在39光年之外的船帆座发现了一颗大气富含氧的行星,这就是格利泽1132b。它从未被冠以超级地球之名,但是大气富氧意味着这颗行星上有水的可能性很大。此外,虽然格利泽1132b离其母恒星很近,但是它可能被潮汐锁定了,因此始终一个半球面向恒星,两个半球处于冰火两重天的状态,但冷热之间地带的温度可能界于炙热和寒冷之间,所以那里的温度可能相对适宜,这里可能适合生命生存。
但很遗憾的是,研究人员随后发现,这颗行星的轨道周期仅1.6天,这意味着它非常靠近恒星,接收的热量非常多,据估计它的表面温度在230℃左右。而格利泽 1132b浓厚的大气层还会持续地将热量锁在大气层内,使行星不断升温。所以,格利泽1132b应该是一颗超级金星。

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科学家的无奈

但是科学家为什么会犯这种错误呢?科学家表示很无奈,为自己喊冤——“不是我们不想看准点,实在是技术跟不上啊!”
以目前的技术,科学家们只能用太空望远镜大致了解系外行星的情况,因此许多时候科学家只能靠有限的信息来推测行星的大概面貌。那么,要如何确定一颗行星是否是超级地球呢?
首要条件是这颗行星是否位于宜居带内。宜居带内的行星与恒星有一个相对安全的距离,这个安全距离使行星表面能够维持水的液态形式。但是宜居带边界到底在哪里呢?科学家并不十分确定。也就是说宜居带其实只是个大概的范围,那么,宜居带边缘一些原本不应属于宜居带的行星可能会被划入宜居带内,而一些属于宜居带的行星却被排除在宜居带之外。恰巧,超级金星通常就位于宜居带的内边缘。
另外,大小和结构也是重要的衡量标准。超级地球的半径通常在地球半径的0.8到4倍之间;中心是岩石核心,外层包裹着岩石和其他成分,还要有大气层。而超级金星的半径通常是地球的2倍左右。而由于位置比较靠近恒星,因此超级金星只能是岩石行星,并且据观测,它们可能也有大气层。正因为超级地球和超级金星很相似,所以它们才会被错认。但是事实上,由于距离遥远,我们很难确认这些行星的组成和大气成分,那些被发现的行星很可能与我们所想的千差万别。
可能有人会说,超级金星的位置明明比地球更靠近恒星,为什么科学家没有考虑到这一点?
我们都知道,金星被称为地球的“姐妹星”,科学家认为,在很久以前,太阳活动没有那么强烈时,金星上是有水的,随着太阳越来越热,金星上的水才被完全蒸发。随着太阳的演变,未来金星会被太阳吞噬,而那时地球将和现在的金星一样炙热无比。所以超级地球的温度高是可以理解的——可能是它们的恒星已经开始变热变大。
正是根据这些模糊的证据和依据原有知识的推测,科学家判定哪些行星是超级地球。但这些不完全确定的数据,很容易误导科学家。

新型类地行星的启示

虽然一些所谓的超级地球变成了超级金星,但是科学家们还是很兴奋的,因为超级金星在某些极端的情况下,可能是未来地球的写照。通过研究超级金星,他们可以预测地球未来的命运。
尽管人类活动导致地球大气中二氧化碳含量不断增加,对温室效应起到了推波助澜的作用,但是即使没有人类的影响,地球未来也会越来越热。因为根据我们对恒星演变的了解,太阳在大约10亿年之后,将会比现在亮10%左右,而几十亿年之后太阳将会变成一颗红巨星,在这个过程中地球表面温度不断上升,水慢慢被蒸发,地球上的生物会渐渐死去,最终变成一颗毫无生气的死星。不过这只是个大概的过程,其中的细节我们还不完全清楚,而通过对同样位于宜居带,同样是岩石行星的超级金星的研究,我们可以从它们身上看到地球走向灭亡的详细过程。
此外,作为一种新型的行星,对超级金星的了解,有助于我们了解位于宜居带中不同类型的类地行星,为辨别哪些行星上可能有外星生命,哪些星球更宜居积累更多经验和知识。

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