探寻行星的宇宙飞船发现水世界

开普勒宇宙飞船在恒星的宜居带中发现了两颗大小接近地球的系外行星,使科学家们离找到我们星球真正的孪生兄弟更近一步

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美国宇航局的开普勒宇宙飞船发现了两颗行星,它们的大小与在恒星宜居带中发现的地球最相似——在这一温度适宜的区域,水可以以液态形式存在。

该发现今天在《科学》杂志上在线发表,哈佛-史密森天体物理学中心的理论家迪米塔尔·萨塞洛夫说,这表明开普勒号正在接近其在太阳系外找到真正的地球孪生兄弟的目标,他是开普勒发现团队的成员。

这两颗行星都围绕着开普勒-62星运行,该恒星大约是太阳的三分之二大小,距离太阳系约1200光年(368秒差距)。 离恒星最远的行星开普勒-62f,直径比地球大41%,绕恒星运行需要267天。 内部行星开普勒-62e,直径比地球大61%,轨道周期较短,为122天。


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开普勒号通过记录当任何一颗行星在其母星前方经过时发生的微小星光减少来探测到这些行星。天文学家利用这些测量结果来计算行星相对于该恒星的相对大小。

世界之遥
在《科学》杂志的论文中,由美国宇航局首席研究员威廉·博鲁茨基领导的开普勒团队认为,这些行星是固体的,但可能是岩石或冰状的。但是,萨塞洛夫认为,基于他自己与哈佛-史密森和德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的同事合著的未发表的分析,这两个天体很可能完全被海洋覆盖。他们推测,这两个水世界要么是液态一直延伸到它们的内核,要么是在较浅的海洋下有一个坚实的表面。萨塞洛夫说,后一种模型更有利于地球上我们所知生命的存在,在那里,来自热液喷口的物质和能量循环可以维持生物的生存。

但他指出,由于甲烷和其他挥发性物质沉积在高压地下冰层中,这些物质可能会通过对流释放到液体中,因此一些循环也可能发生在更深的海洋中。萨塞洛夫和另外两位合作者在arXiv服务器上的一篇预印本中描述了该模型,该预印本即将发表在《天体物理学杂志》上。

华盛顿特区卡内基科学研究所地球磁学部门主任林迪·埃尔金斯-坦顿说,这些行星的特性“都符合宜居条件”。然而,她警告说,不能保证这两颗行星有足够的二氧化碳(一种温室气体)来保持行星足够温暖,从而使地表水可以像研究人员假设的那样以液态形式存在。

纽约伊萨卡康奈尔大学的行星科学家乔纳森·卢宁说,不可能知道这两颗系外行星的成分,因为科学家们一直无法计算出它们的质量。这是因为开普勒-62e和开普勒-62f对它们的母星的引力拉力太微弱,以至于任何现有的望远镜都无法探测到。

这些行星距离开普勒-62也太远,天文学家无法利用它的光来寻找行星大气中的化学元素。尽管如此,“这些行星仍然是最接近每个人都想看到的地球孪生兄弟,”卢宁说。

本文经《自然》杂志许可转载。 该文章于2013年4月18日首次发表

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