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这个红点是距离我们大约26光年的一颗红矮星。

红矮星示意

2023年5月1日詹姆斯韦伯望远镜的研究团队宣布,他们在这里探测到了水蒸气的信号,而令研究人员兴奋的是,在这颗恒星的附近存在着一颗比地球大的岩质行星,所以这个信号可能预示着,韦伯探测到了岩质行星的大气层甚至水蒸气的存在,这将是系外行星研究历程中一次重大的突破。

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论文截图

一颗类地行星

这次韦伯观测的恒星系是距离我们约26光年,编号为GJ486的红矮星。

2021年天文学家在这里发现了一颗行星,将其编号为GJ486b,它的半径约为地球的1.3倍,质量约为地球的2.8倍,依据这个天文学家计算出它的密度,大约是7克每立方厘米

这个密度接近地球的密度5.5克每立方厘米,所以它应该同地球一样是颗岩质行星,只不过它要比地球大上一些,天文学家把这样的行星称为超级地球,这是我们最感兴趣的一类行星,因为若是存在大气以及位于恒星的宜居带内,它们就有可能存在液态水,从而孕育生命。

GJ486b 示意图

但红矮星附近的岩质行星,却一直是天文学家比较担心的行星。

红矮星的宜居性

红矮星小、温度低,那么这就意味着,它的宜居带,也就是适合液态水存在的区域会很靠近恒星。

这样近距离的靠近可能会产生潮汐锁定,也就是它的自转周期和公转周期一样,这样的结果会让行星的一面永远面向宿主恒星,从而被烈日无情的烘烤,而另一面,则是永恒的黑夜。

除了这些还有更糟糕的情况,那就是红矮星强烈的辐射

红矮星是一种活跃的恒星,尤其是在它们年轻的时候,它会爆发强烈的耀斑,从而释放高能的紫外线以及X射线,轰击行星。

红矮星耀斑示意

所以在如此恶劣的环境中,行星是否能维持或者今后重建大气,这一直是天文学家担心的问题。

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红矮星附近行星示意

而韦伯的这次观测,则让天文学家看到了希望。

疑似的大气层信号

这次观测的486b并不在宿主恒星的宜居带内,它距离宿主恒星很近,大约250万公里,公转一周只需要1.4天,这样的距离使得它的表面温度,预估是达4百多摄氏度,再加上之前所说的潮汐锁定以及高能量的辐射,所以在我们看来,它的表面很难维持大气。

然而韦伯的观测似乎并不是这样。

韦伯观测的管部信号 蓝色颜色表示水蒸气信号

行星经过恒星时的动作,我们称为凌日

行星凌日示意

凌日可以帮助我们寻找系外行星,因为它可以让恒星亮度出现有规律的变化。

同时,凌日可以让天文学家探测行星是否存在大气以及大气的成份,因为当恒星的光经过行星的大气时,大气中所含的元素会吸收特定波长的光,从而在恒星光中留下犹如指纹的条纹,根据这些条纹,我们便可分辨出行星是否存在大气以及大气的成份,这个我们称为透射光谱观测。

韦伯望远镜的这次观测,便是透射光谱。

它在这次观测中,分析了三次凌日时产生的透射光谱,最终研究人员在这些光谱数据中,发现了水蒸气的信号,这是目前研究岩质行星一个不可思议的发现,之前在气态巨星中也有发现,但岩质行星还是第一次,不过这次的信号也有两种可能,第一可能来自行星,第二也可能来自红矮星的星癍之中。

而若是来自行星的话,那么这次的数据是表明韦伯探测到了岩质行星的大气,而且还是在红矮星的附近,这让天文学家在今后探测红矮星附近是否存在生命,有了信心。

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韦伯观测的凌日数据

红矮星的占比

红矮星是目前我们观测银河系存在最多的一类恒星,至少在太阳系附近是这样。

根据最近恒星列表的数据,太阳系附近60颗恒星中,大约50颗是为红矮星,所以按照这个数据预估,红矮星的数量至少占银河系恒星总数的70%。

所以这个小而暗淡颜色偏红,这类小小的恒星才是我们所在星系最为常见的一类,而像太阳这样的黄矮星,并不是主流的一类。

太阳与红矮星-特拉普斯特对比

不过别的星系是不是也是这样,我们还不能确定,但从统计的角度看,它们应该差不了多少。

那么庞大的数量也就预示着,宇宙系外行星的数量基本都是处于这种恒星的周围。

所以,若是这些行星无法在那样的环境下维持住大气的话,这对于我们探索外星生命来说,是一个很不好的消息。

不过还好,韦伯这次的观测似乎并不是那样。

我是腾宝,一个热爱天文的科普创作者,还希望大家多多关注与支持,我们下期再见