大家好，今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話(huà)題，就是關(guān)于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超級(jí)地球的問(wèn)題，于是小編就整理了2個(gè)相關(guān)介紹科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超級(jí)地球的解答，讓我們一起看看吧。

1. 什么是"超級(jí)地球"？現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了哪些"超級(jí)地球"？
2. NASA在宜居帶發(fā)現(xiàn)的大氣中含有水蒸氣的“超級(jí)地球”是怎樣的？

什么是"超級(jí)地球"？現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了哪些"超級(jí)地球"？

“超級(jí)地球”是指在地外星系中發(fā)現(xiàn)的與地球的成分構(gòu)造和物理特征相類(lèi)似的行星。其行星的直徑一般不超過(guò)地球的2倍，質(zhì)量約為地球的1至10倍，在較為穩(wěn)定的軌道環(huán)境內(nèi)圍繞某顆恒星公轉(zhuǎn)。

經(jīng)過(guò)天文學(xué)家的不懈努力，我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了大量的“超級(jí)地球”。如距地球約1200光年的〖開(kāi)普勒-62行星系統(tǒng)〗，存在有5顆行星圍繞著一顆比太陽(yáng)更小、更冷、更老的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)。在系統(tǒng)的最外圍存在兩顆“超級(jí)地球”，『開(kāi)普勒-62e』和『開(kāi)普勒-62f』。它們的體積分別為地球的近1.6倍和1.4倍，受到的熱量輻射約為地球的1.2倍和0.4倍，公轉(zhuǎn)周期分別為122天和267天。從數(shù)據(jù)上看是該行星存在生命或者可為人類(lèi)居住的可能性很大，但實(shí)際狀況還需要我們?nèi)ミM(jìn)一步探測(cè)。

天文科學(xué)家們認(rèn)為，在太陽(yáng)系以外的宇宙星系中，可能存在著大量的“超級(jí)地球”。從理論上說(shuō)，在恒星周?chē)囊欢ň嚯x內(nèi)存在范圍不等的〖生命宜居區(qū)域〗。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的行星由于與恒星的距離適中且溫度適宜，有可能像地球一樣擁有孕育生命所必需的液態(tài)水資源，進(jìn)而有可能存在生命甚至高等生物。

有科學(xué)家認(rèn)為一個(gè)星球上存在板塊運(yùn)動(dòng)和火山活動(dòng)所形成的陸地也是生命進(jìn)化的一個(gè)必要條件。此外，生命還需要大氣層 、磁場(chǎng)等必備條件才能得以維系和發(fā)展。目前，在人類(lèi)已經(jīng)觀(guān)測(cè)到的河外星系中，在我們目前已知的范圍內(nèi)，能夠孕育生命的星球仍只有地球。

相信隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，探測(cè)技術(shù)的不斷提高，天文學(xué)家在未來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的類(lèi)地行星。地球雖然不可復(fù)制，但總會(huì)發(fā)現(xiàn)像地球一樣的“兄弟”星球的存在。

系外行星具有各種形狀，大小和特征。有的太冷，有的太熱。近日天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆稱(chēng)為巨蟹座55e（55 Cancri e）的獨(dú)特系外行星，其一面覆蓋著自由流動(dòng)的熔巖，另一面覆蓋著“燒焦的外殼”，但實(shí)際上它是一顆“超級(jí)地球”。

巨蟹座55e直徑大約是地球的兩倍，表面溫度超高。它緊密地圍繞它的恒星旋轉(zhuǎn)，以至于它被“潮汐鎖定”，這意味著這個(gè)星球的同一側(cè)總是面對(duì)它的恒星。其結(jié)果是一面是熔巖覆蓋的表面，另一面是堅(jiān)硬的地殼。然而美國(guó)宇航局斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的觀(guān)測(cè)表明，這顆星球?qū)嶋H上可能會(huì)存在大氣層。

在《天文學(xué)期刊》上發(fā)表的這項(xiàng)新研究表明，巨蟹座55e上的大氣層與地球相似，但厚得多，甚至可能厚得足以使其表面完全模糊。這顆星球擁有大氣層的理論已經(jīng)引起了科學(xué)家們的注意。

利用太空望遠(yuǎn)鏡收集的數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建這顆星球的計(jì)算機(jī)模型，該研究的作者已經(jīng)確定，其向陽(yáng)面溫度可能在4200華氏度左右。相比之下，在我們的太陽(yáng)系中與太陽(yáng)最接近的行星水星的向陽(yáng)面溫度只能達(dá)到800華氏度左右。而其背陽(yáng)面的溫度也相當(dāng)高，被認(rèn)為達(dá)到2500華氏度左右。

這些并不是我們所認(rèn)為的支持生命的條件，所以研究人員認(rèn)為這顆星球表面上并不存在任何生物體。然而，計(jì)算機(jī)模型表明其可能擁有大氣層的事實(shí)，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)同樣令天文學(xué)家興奮不已。

NASA在宜居帶發(fā)現(xiàn)的大氣中含有水蒸氣的“超級(jí)地球”是怎樣的？

首先K2-18b不是第一次發(fā)現(xiàn)大氣層中含有水蒸氣的行星，此前科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多大氣中含有水蒸氣的氣態(tài)巨行星，但這次發(fā)現(xiàn)的是迄今為止大氣中探測(cè)到水蒸氣質(zhì)量最小的行星，這顆行星在2015年就被開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡所發(fā)現(xiàn)，然后蒙特勒阿爾大學(xué)系外行星研究所的一個(gè)團(tuán)隊(duì)研究了哈勃望遠(yuǎn)鏡2016年到2017年的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用了一種被稱(chēng)為過(guò)境光譜學(xué)的技術(shù)分析了K2-18b的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)行星繞著恒星軌道運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，恒星照在行星上的一部分光芒會(huì)被行星大氣層所過(guò)濾，這就等于恒星的光芒在行星大氣層上留下了一個(gè)指紋，研究人員就是靠著這種方法發(fā)現(xiàn)了含有水蒸氣的類(lèi)地行星。

現(xiàn)在研究人員對(duì)K2-18b的數(shù)據(jù)結(jié)論是，K2-18b的大氣中可能含有0.01%到50%的水，另外可能還有大量的氫，關(guān)于這個(gè)巨大差異的結(jié)論是因?yàn)?，通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀(guān)測(cè)恒星光芒被行星大氣層抵消的數(shù)據(jù)，人們只能分析行星上面有沒(méi)有水，但是不能確定上面的水有多少，0.01%的水和50%的水在他們的數(shù)據(jù)中表現(xiàn)出來(lái)的特征是一樣的，因此研究人員現(xiàn)在只知道上面有水，但是不知道究竟有多少水。

• 通過(guò)分析透過(guò)K2-18b大氣層中的恒星光芒，人們發(fā)現(xiàn)了這顆行星上擁有的水蒸氣。

現(xiàn)在可以確定的是k2-18b這顆大氣中含有水蒸氣的行星質(zhì)量是地球的8至9倍，體積是地球的2倍，它上面的重力要比地球上面高出不少。k2-18b距離它的恒星很近，它的軌道周期只有33個(gè)地球日，所以K2-18b上面的一年只相當(dāng)于地球上面的一個(gè)月。由于紅矮星散發(fā)出來(lái)的熱量遠(yuǎn)不如太陽(yáng)散發(fā)出來(lái)的熱量，所以K2-18b即便很近距離的環(huán)繞恒星，它上面的溫度也和地球上差別不大，研究小組的計(jì)算表明，它上面的溫度在-76°到47°之間。

雖然上面有水還有和地球相似的溫度，但存在生命的前景并不樂(lè)觀(guān)，它所環(huán)繞的紅矮星會(huì)發(fā)出大量的耀斑，這些能量可能會(huì)嚴(yán)重限制生命的孕育。但K2-18b上面和地球一樣擁有大氣層，大氣層可以保護(hù)行星免受恒星的輻射，而且這顆行星上面還有大量的氫，氫比較輕，如果這些氫氣存在于大氣層中，那么這顆行星上的氫氣應(yīng)該早已被恒星的輻射消耗殆盡，這個(gè)情況表明，在一定程度上K2-18b地面的環(huán)境受到了大氣層的保護(hù)。

• 下圖為k2-18b所環(huán)繞的k2-12b紅矮星模擬圖

但大氣層的保護(hù)過(guò)于強(qiáng)大問(wèn)題也隨之而來(lái)，厚重的大氣層會(huì)導(dǎo)致這顆行星上面的壓強(qiáng)十分巨大，這顆行星大氣的厚重程度已經(jīng)讓科學(xué)家們考慮到行星大氣層中存在液態(tài)水的可能。大氣層產(chǎn)生的壓強(qiáng)導(dǎo)致現(xiàn)在已知的生物沒(méi)有可能在這顆行星表面上存活，但這顆行星在理論上可能支持某些生命形式的存在。

關(guān)于k2-18b的大氣層成分，研究人員給出了三種可能的結(jié)果，第一種大氣層中只含有水和氫氦，第二種的可能是沒(méi)有云層的大氣，其中含有水，氫氦和分子氮，第三這顆恒星的大氣層可能是渾濁的并充滿(mǎn)了水和氫氦。為了獲得更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)，人們還需要更好的望遠(yuǎn)鏡來(lái)研究這顆行星的大氣層。2021年美國(guó)宇航局的jwst太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射以及2028年歐空局的ariel任務(wù)將更加詳細(xì)的調(diào)查1000顆類(lèi)似與k2-18b這種系外行星的大氣。

• 圖片為NASA定于2021發(fā)射的jwst望遠(yuǎn)鏡.

K2-18b這樣的行星發(fā)現(xiàn)水蒸氣是讓科學(xué)家們興奮不已的，像這樣的超級(jí)地球?qū)儆阢y河系內(nèi)最常見(jiàn)的行星種類(lèi)，它所環(huán)繞的紅矮星也是最常見(jiàn)的恒星類(lèi)型，這就表示還有很多類(lèi)似k2-18b這樣的系外行星等著人們發(fā)現(xiàn)。

到此，以上就是小編對(duì)于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超級(jí)地球的問(wèn)題就介紹到這了，希望介紹關(guān)于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超級(jí)地球的2點(diǎn)解答對(duì)大家有用。