天文学家分析超级地球：大气发现水蒸汽(图)

2010-12-06 20:39

艺术概念图，展现了绕附近恒星GJ 1214轨道运行的超级地球

根据公布的一项研究，天文学家首次对一颗所谓的“超级地球”的大气层进行了分析。超级地球具体是指多岩系外行星，体积只有地球的几倍。研究人员表示，在设法确定其他恒星系统内的行星道路上，这一突破无疑是向前迈出的重要一步。他们指出系外行星可能存在我们能够识别的生态形态。

研究论文主执笔人、哈佛-史密森尼天体物理学中心教授雅各布·比恩表示：“在瞭解这些系外世界特征的道路上，我们实现了一个里程碑。”比恩等人研究的系外行星是GJ 1214b，距地球42光年(约合400万亿公里)左右，半径大约是地球的2.6倍。

天文学家于2009年发现了GJ 1214b。由于绕一颗暗淡的小恒星运转，科学家更容易通过分析穿过GJ 1214b边缘并朝地球方向行进的恒星光线，获取这颗系外行星大气层的数据。这些数据涉及GJ 1214b大气的化学构成、天气以及所吸收光线的特定信号波长。借助于欧洲航天局位于智利的甚大望远镜，比恩及其同事能够将可能性从3个减至2个。

由于与恒星间距离较近，GJ 1214b上有水存在，可能是以蒸汽的形式。此外，这颗行星的大气层主要由氢构成，应该是一个多岩世界，但较高的云层或者薄雾会阻挡视线。观测数据表明，这颗系外行星并不是一个“迷你海王星”。它拥有一个多岩小核心，大气层较厚并且富含氢。比恩说：“虽然我们还无法完全确定大气层的构成，但我们已经向前迈出了令人兴奋的一步，能够将有关这样一个遥远世界的可能性减至2个，即存在蒸汽或者烟雾弥漫。”

无论是哪一种情况，GJ 1214b有生命存在的可能性都不大。比恩在接受法国媒体采访时表示：“这颗行星温度太高，并不适合生命存在。压力与地球海平面类似的大气层区域温度估计超过500摄氏度。”

GJ 1214b每38小时绕恒星运行一周，二者之间的距离只有200万公里，是地日距离的七十分之一。尽管如此，GJ 1214b与其他已知系外行星相比仍是一个体积更少、温度更低并且与地球更为类似的世界。迄今为止，天文学家共发现500多颗系外行星，其中绝大多数是所谓的“炽热版木星”。之所以有此称谓是因为它们巨大的气体质量和极高的温度。

随着天文观测设备的不断先进，天文学家能够发现更多与地球类似的多岩行星。比恩通过电子邮件表示：“我们正努力发现和确定可能适于居住的系外行星大气层的特征。虽然还没有做到这一点，但我们有望在未来10年实现这一目标。”

迄今为止，天文学家还没有发现任何系外行星处在其所在恒星系统的“适居带”。这一区域的温度既不太高，也不太低，水不会蒸发，也不会冻结，允许生命存在于液体之中。在地球的大气层中，氮气的比重占到78%，氧气占到21%，余下是包括二氧化碳在内的其他气体。