“超级地球”是科学家用来描述一种特定类型行星的术语,我们可以将其简单地理解为,这类行星属于岩石行星,其质量明显大于地球,但又小于像海王星这样的冰巨星。观测数据表明,超级地球在宇宙中并不罕见,在已确认的5000多颗系外行星中,超级地球的数量就占据了30%左右。
那么,在这么多的超级地球之中,会不会有存在生命的星球呢?其实我们并不能排除这一可能,实际上,在过去的日子里,科学家已经发现了多颗有可能存在生命的超级地球,而“格利泽 581g”(Gliese 581g)就是其中之一,其发现者甚至还声称,这颗星球100%存在生命。下面我们就了解一下这具体是怎么回事。
“格利泽 581g”是一颗20.5光年外的超级地球,其质量约为地球的3.1至4.3倍,半径约为地球的1.2至1.4倍,它围绕着一颗名为“格利泽 581”的恒星公转,公转周期约为32个地球日,也就是说,以我们地球人的时间观念来讲,“格利泽 581g”上的一年只有32天。
“格利泽 581”是一颗比太阳小得多的红矮星,在天空中位于天秤座方向,距离我们大约20.5光年,其质量约为太阳的29.5%,半径约为太阳的30%,表面温度约为3500K,这颗恒星拥有6颗行星,其中“格利泽 581g”是最后发现的行星。
(地球和“格利泽 581g”的大致比例)
“格利泽 581g”最早发现于2010年,作为这颗行星的发现者之一,加州大学圣克鲁斯分校的天体物理学家史蒂文·沃格特(Steven S. Vogt)在接受记者采访时表示:“考虑到生命会在任何可能的地方蓬勃发展,我个人的感觉是,这颗星球上存在生命的可能性是100%。”
尽管这样的说法只是出自于沃格特的“个人感觉”而不是科学结论,但不可否认的是,“格利泽 581g”确实是有很大的概率存在生命,其中一个重要的原因就是,这颗超级地球运行在其主恒星的宜居带之中。
简单来讲,以我们对生命的认知来看,液态水是生命必不可少的物质基础,而所谓的宜居带,就是指恒星周围的一个特定的距离范围,在此范围内运行的行星,从主恒星那里接收到的能量既不太多,也不太少,其表面温度可以维持液态水广泛地存在。
观测数据表明,“格利泽 581g”与“格利泽 581”的平均距离约为0.13个天文单位,由于“格利泽 581”比太阳黯淡得多,因此这样的距离正好处于其宜居带之中,而根据科学家的计算,“格利泽 581g”所在的区域,还位于其主恒星宜居带的中心地带,这无疑进一步提升了那里存在生命的可能。
(“格利泽 581”的宜居带与太阳系的对比,可以看到,“格利泽 581g”甚至比地球还要靠近宜居带的中心地带)
美中不足的是,由于距离主恒星太近,“格利泽 581g”很可能已被潮汐锁定,这也就意味着,它有一面将一直面对着主恒星,另一面则始终处于黑暗之中。
假如真是这样的话,“格利泽 581g”的“向阳面”的温度就会很高,“背阳面”的情况则正好相反,在这种情况下,很可能只有在“向阳面”和“背阳面”交界的区域,才会存在适合生命的温度。
考虑到“格利泽 581g”是一颗超级地球,其引力比地球更大,它的大气层就很可能比地球更厚,大气环流也更强劲,所以一个合理的推测就是,在大气环流的带动下,其“向阳面”的热量将会更多地进入到“背阳面”,如此一来,这颗星球表面适合生命生存的区域就还会更大一些。
除此之外,我们也不能排除另一种可能:如果“格利泽 581g”公转轨道的离心率比较大,那它就可能以一种“3:2共振模式”围绕着主恒星公转,简单来讲就是,它每自转3圈,就刚好围绕着主恒星公转两圈,就好像我们太阳系中的水星一样,在这种情况下,这颗超级地球就不会存在永久的“向阳面”和“背阳面”,也就更加适合生命生存。
(“3:2共振模式”的简化模型)
值得一提的是,虽然从数字上来看,20.5光年似乎不咋样,但对于我们人类而言,这其实是非常遥远的距离,以至于我们只能通过极为有限的观测数据来对“格利泽 581g”进行理论上的推测,而实际情况是否真是如此,目前还没有确定的答案。当然了,这样的情况应该只是暂时的,或许我们可以乐观地认为,随着人类科技的不断进步,在不太遥远的未来,科学家们就可以揭开这个谜团。
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