格利澤581c:第一顆被發現的「類地」行星

2023年12月09日11:23:06 科學 1563


隱藏在距離地球20光年的天秤座中,坐落著格利澤581c。作為最早發現的超級地球系外行星太陽系以外的行星)之一,自2007年被發現以來,這顆行星引起了相當多的猜測。它是否蘊藏著生命,或者它更像金星的灼熱環境?

尋找超級地球

2007年,格利澤581c的發現在《天文學和天體物理學》雜誌上宣布,這要歸功於日內瓦天文台的Stephane Udry領導的國際團隊的工作。該團隊使用徑向速度方法探測到格利澤581c,該方法通過行星對宿主恆星施加的輕微引力拖曳來識別行星。

值得注意的是,格利澤581c並不孤單。它是Udry團隊發現的兩顆超級地球行星(大小是地球10倍的行星)之一,它們都位於恆星宜居帶的邊緣。研究人員將格利澤581c稱為「已知的與地球最相似的系外行星」,因為它的質量只有地球的五倍左右。作為第一顆被發現的類地行星,格利澤581c一經宣布就引起了人們的極大轟動。

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格利澤581c的特點

格利澤581c繞著格利澤581運行,格利澤581是一顆比太陽更冷的M級或紅矮星。由於其較低的溫度,格利澤581的宜居帶比我們太陽系的宜居帶更近。M矮星因其相對暗淡而方便搜索它的行星,這使得更容易發現穿過恆星的行星。格利澤581c是其主星格利澤581的第三顆行星。這個行星系統中的其他行星是格利澤581b格利澤581d和格利澤e。

研究人員依靠行星對其他天體的影響來推斷其特徵。根據行星的半徑,格利澤581c可能類似於類地行星(大氣層較小),也可能類似於海王星類行星(大氣層更厚)。

格利澤581c與它的恆星非常接近,導致它的軌道很快,只有大約13天繞一周,可能導致潮汐鎖定。這意味著行星的一側始終面向它的恆星,而另一側則處於永久的黑暗中,這對它的宜居性有重大影響。

它的實際表面溫度可能在0攝氏度和40攝氏度之間。如此廣泛的範圍是由於科學家(到目前為止)還沒有檢測到這顆行星的成分——無論是岩石還是水。成分決定溫度。行星軌道隨時間變化的模型表明,潮汐鎖定的熱量可能意味著表面熱通量(通過某個表面的熱能量)是木星衛星木衛一的三倍。這可能意味著存在火山和板塊構造。

宜居性:超級地球還是超級金星?

當格利澤581c最初被發現時,研究人員樂觀地認為它可能位於恆星的宜居帶,即行星表面可能存在液態水的區域。然而,後來的研究表明,這顆行星可能更類似於我們太陽系中的金星,在厚厚的大氣層下具有極高的表面溫度和失控的溫室效應

如果格利澤581c確實被潮汐鎖定,這也可能使宜居性的情況複雜化。地球有規律的晝夜循環在生命形式的進化和適應中發揮了重要作用。在一個一側總是沐浴在日光中,另一側總是沐浴在黑暗中的星球上,目前尚不清楚生命將如何適應。

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2013年的研究還表明,它的岩石中心不太可能演變成大氣層稀薄的類地岩石行星(就像我們內太陽系中的行星一樣)。相反,這些行星往往保持為被大型富氫大氣層吞沒的小岩石核心。岩石表面是宜居性的要求之一。

格利澤 581c 的未來

近年來,格利澤581c一直不是科學研究的重點。開普勒和苔絲太空望遠鏡發現的系外行星或太陽系外行星(太陽系外的行星)的爆炸導致許多其他「類地」行星被發現,其中一些質量更接近地球。

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儘管如此,隨著未來致力於尋找宜居行星的太空任務繼續進行,誰知道我們會從格利澤581c和其他有趣的世界中獲得什麼新的見解呢?

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