探索宇宙的地質學奧秘:神秘的裸岩石星球SPECULOOS-3b被發現

葫蘆科普 2024-05-20 21:09:52

在浩瀚的宇宙中,天文學家們再次擴展了我們對宇宙的認知。最近,他們發現了一顆與地球大小相當的行星——SPECULOOS-3 b,這顆行星的獨特之處在于它的大氣層早已被強烈的輻射侵蝕殆盡,裸露出其岩石表面。盡管這樣的環境對于我們所知的生命形式而言是極端且不適宜的,但它爲科學家們提供了一個前所未有的機會——研究太陽系之外行星的地質學。

SPECULOOS-3 b位于距離地球大約55光年的地方,它繞著一顆宿主恒星旋轉,僅需17小時即可完成一次公轉。然而,這顆行星上沒有我們熟悉的日夜交替,因爲它可能與其恒星處于潮汐鎖定狀態,類似于月球與地球的關系。這意味著SPECULOOS-3 b的一面永遠面向恒星,享受著永恒的白晝;而另一面則永遠處于黑暗之中。

望遠鏡的觀測揭示了SPECULOOS-3 b所面臨的極端環境。它的宿主恒星,一顆年齡約70億年的紅矮星,雖然大小與木星相近,但質量更大,發出的輻射足以將這顆行星加熱至類似金星的溫度。在這樣的高溫下,任何可能存在的大氣層都早已逃逸到太空中,使得SPECULOOS-3 b成爲一個沒有大氣、極度熾熱的岩石球體。

該研究的主要作者比利時列日大學的天文學家Michaël Gillon表示,在人類認知的範疇內的生命形式,是無法在這個行星的表面出現,無論是有大氣還是無大氣,因爲這顆星球是一個像水星一樣的裸露岩石行星,無法維持大量液態水的存在。

盡管SPECULOOS-3 b的環境對生命不友好,但它距離地球足夠近,使得科學家們能夠進行詳細的後續研究,以揭示其化學成分。這將有助于我們了解這顆行星是否曾經地質活躍。例如,計劃中的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的觀測將能夠確認這個行星上是否曾經爆發過火山。這些研究將爲我們提供關于岩石行星是如何圍繞微弱、輕量級的恒星形成的寶貴信息,並可能揭示即使在靠近恒星的惡劣條件下,某些行星是否仍然適合生命存在。

研究人員對SPECULOOS-3 b所在的星系進行了密集搜索,希望找到它的行星兄弟姐妹,但迄今爲止尚未發現。Gillon指出,這些額外的行星可能確實存在,但可能因爲太小或距離宿主恒星太遠而難以被觀測到。

自2011年以來,Gillon和他的同事們利用分布在智利、加那利群島和墨西哥的六個望遠鏡網絡,成功發現了SPECULOOS-3 b。這個網絡被稱爲尋找行星遮擋超冷恒星的SPECULOOS項目,這個項目的名稱是來源于比利時的一個傳統節日聖尼古拉斯日。

SPECULOOS項目的主要目標是探測繞超冷矮星運行的岩石行星。這些恒星因其體積小,使得望遠鏡更容易探測到繞其運行的行星。與太陽相比,它們的溫度低幾千度,亮度低數百倍,而且因爲燃燒燃料的速度慢,它們的壽命長得多——大約1000億年。太陽將在大約45億年後死亡時,它大約爲100億歲。

英國伯明翰大學外行星學教授Amaury Triaud在一份聲明表示,這些恒星的超長壽命爲生命在它們系統內的行星上出現提供了有利的條件,而且這些星球也將成爲宇宙中最後仍在閃耀的恒星。

然而,這些超冷矮星的極端微弱性也給研究帶來了挑戰。爲了發現SPECULOOS-3 b,SPECULOOS的一個機器人望遠鏡在墨西哥連續五個晚上觀察到了宿主恒星光線的明顯下降。這些觀測最終揭示了這顆新發現的行星,並在一年後得到了確認。

麻省理工學院的研究科學家、該研究的共同作者Benjamin Rackham在麻省理工學院的另一份聲明中說:"如果沒有大氣層,就不會有藍天或雲彩——它將是黑暗的,就像在月球表面一樣,而‘太陽’將是一個大的、紫紅色的、有斑點的、閃爍的恒星,看起來比我們在天空中看到的太陽大約18倍大。"

SPECULOOS-3 b是該項目發現的第九個這樣的行星,團隊預計在未來幾年將探測到更多。像之前在TRAPPIST-1系統中發現的七個行星家族一樣,其中一些被認爲可能適合居住,新發現的SPECULOOS-3 b也被視爲JWST的極好觀測目標。

科學家們表示有了這個星球,人類基本上可以開始進行系外行星地質學研究,未來,人們可能會發現宇宙中生命誕生的最終奧秘

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簡介:來自星星的小胖子