您的位置:首页 > 资质荣誉 > 荣誉

研究之后发现岩石行星上存在液态水的可能性要高出100倍

来源:bob体育下载ios    发布时间:2024-04-15 14:00:18

2024-04-15

人们很容易认为地球是一个水的世界,拥有广阔的海洋和美丽的湖泊,与许多外星世界相比,地球 ...

  人们很容易认为地球是一个水的世界,拥有广阔的海洋和美丽的湖泊,与许多外星世界相比,地球显得特别潮湿。但实际上,即使是木星和土星的冰冻卫星,其液态水也比地球多得多。地球之所以不寻常,不是因为它有液态水,而是因为它身处太阳温暖的宜居地带,并且拥有液态水。《自然通讯》上的一项新研究表明,地球可能比我们想象的更不寻常。

  水是宇宙中最常见的分子之一。氢是宇宙中最丰富的元素,作为恒星CNO聚变循环的一部分,氧很容易产生。所以,我们预计在恒星系统中会有很多富含水的行星。但这并非是说液态水会很充足。在我们的太阳系中,有两种世界有液态水:地球和气体巨行星的卫星。

  像其他温暖的类地行星,如金星和火星一样,地球在年轻时也有液态水。火星太小,无法保留水分。其中大部分蒸发到太空中,而另一些则冻结在地表地壳中。金星很大,足以保留水,但它的极端高温将大部分水蒸发到厚厚的大气中。目前,我们仍就不能完全确定地球是如何保留海洋的,但它很可能是强磁场和小行星、彗星在重轰击时期额外帮助的结果。

  木星和土星的冰卫星是另一回事。它们离太阳足够远,因此保留了形成时的水分。它们很快形成了一层厚厚的冰,以防止水蒸发到太空中。但这些卫星都是很小的世界,若不是它们的气态巨行星施加的潮汐力,它们会很快冻结成固体。

  由于寒冷的气体行星可能有冰冻的卫星,一般人认为,我们更有可能在类似木卫二的星球上发现生命,而不是在类似地球的星球上发现生命。但这项新研究提出了不同的看法。它认为,在超级地球上发现液态水的可能性要大得多。

  超级地球的质量范围从地球的两倍到海王星的质量。在大的一端,它们可能是有厚厚的大气层的气体世界。在小的一端,它们可能更像地球。依照我们目前发现的系外行星,超级地球是迄今为止最常见的。它们中的大多数可能在恒星的宜居带之外,在恒星系统的寒冷区域。所以它们可能富含水。但它们也不太可能围绕气态巨行星运行,所以人们通常认为,跟着时间的推移,它们的冰层大部分会被冻结成固体。

  其原因与冰的不同冰点和融点有关。地球上的冰在0°C左右融化。但这只适用于地球大气压附近的情况。在较高的压力下,有几种不同熔点的冰。虽然这有点复杂,但通常在高压下,冰的熔点会高得多。因此,即使超级地球的地质活动很活跃,它的温度也可能不足以融化冰。

  这项新研究表明,超级地球并不一定要热到足以形成深海。通过地热和核加热,它可以融化表面的一层薄薄的水,由于裂缝和各种水的相变,水可以爬到冰冻表面下面的那一层。这样的一个过程足以产生一个丰富的液态水海洋层。由于超级地球的热量能持续数十亿年,因此它能保持液态海洋足够长的时间以提供生命进化。

  根据我们对系外行星的了解,超级地球上的海洋,可能比类地行星或冰冷的卫星上的海洋多100倍。这在某种程度上预示着,生命可能有比我们想象的更多的潜在家园。