太阳系附近的“超级地球”(组图)

“超级地球”围绕恒星公转的模拟图(网络图片）

我们传统观念上理解的太阳系恒星系统的组成可以分为两个大类：第一个是气态行星类。比如木星、土星、海王星和天王星等；另一个是岩质行星类，如我们的地球、火星和金星等由岩石构成。然而，我们进一步将视野放宽到宇宙空间中去，就会发现我们的太阳系似乎还相当独特，因为除了这两类行星之外不存在其他类型的行星，而我们太阳系中没有的，并不意味着在其他恒星系统中就没有。目前，天文学家已经发现了超过30个被称为“超级地球”的新的行星类别。

据美国宇航局天体生物学研究所夏威夷大学分部科学家纳德（Nader Haghighipour）介绍“超级地球”其实是一种介于地球和天王星之间级别的行星，目前在宇宙空间的一些天区的特殊地方被发现到。在体积上，超级地球比典型的类地行星要大，还具有与地球相似的物理和其他动力学特性，所以也相对容易被探测到。

而在太阳系附近发现的超级地球，就为人类未来星际旅行乃至遥远的将来进行太阳系外行星定居点的开拓提供了一个非常好的选择对象。这类行星也同样具有一个活跃的核心结构，并能保持住一定的大气环境，而如果这类行星被探测到位于恒星周围的可居住带上，那将引起天文学家的高度关注。

但是，有一点需要注意，一颗行星的可居住性是被定义为基于支持生命的基础上，而目前，地球是唯一一颗可居住的星球，所以我们仅仅能根据地球上生命的支持条件来反推一个星球的轨道和其他物理动力学特性是否具有这样一个水平。目前只能说，只有具有地球这样的属性的星球，才能具备维持和发展如人類的智慧生命生活的條件。

如果一颗星球被定义成“超级地球”，那这颗星球就有着较大的发展前景，因为具备了许多类似地球的特征。这些特征主要存在三个方面：行星的组成、版块构造的体现、行星磁场的存在。对于一个能维持生命的行星而言，液态水是一个高度且是优先事项，而如果确定这个事项呢？就要考察这颗行星的质量和轨道半径。

2010年观测到的HR 8799行星系统的影像数据(网络图片）

上图所示的是HR 8799行星系统，中央恒星距离太阳大约128光年左右，具有1.5倍的太阳质量。整个系统到目前为止发现了四颗行星。较早发现的HR 8799b、c、d三颗行星轨道半径为24、38、68AU（AU为天文单位），第四颗HR 8799e行星是具有7倍木星质量的巨型气体行星。通过对凯克II望远镜红外自适光学系统辅助观测下，科学家可以检测这些系外行星的大气属性。

有两个“超级地球”被天文学家列为重点观察对象：CoRoT-7b和GJ 1214b。这两个与众不同的行星给了我们非常大的想象空间，对他们的研究可以帮助我们了解这些行星的组成。版块构造在天体物理学家眼中是一个非常关键的角色，因为版块活动体现了行星核内部的活跃状态，同时也是地球物理演变的关键因素。

另外，行星磁场的存在则是被认为是能保护行星上生命的重要屏障，致命的宇宙射线不仅对地球上的生命构成威胁，同样也会对可能存在的外星生物构成威胁。

而“超级地球”是否存在以及何如何存在磁场是一个非常值得研究的课题。在一般情况下，一颗行星具有的磁场环境与这颗行星的核心运动有关。就像地球的磁场一样，是由于地球核中流动的液态金属所引发的，即铁和镍的对流产生的环球性的电流，进而产生地球磁场。

还有一项与生命至关重要的就是行星大气，具有大气结构的行星具备保护其上生存的生命，并且能保证生命的维持和发展。大气环境也可以保持行星上的分子不快速逃逸到宇宙空间中去，这同样也是衡量一颗行星具备生命发展条件的重要因素。

科学家估计，在低质量恒星周围所存在“超级地球”可能也会具有稳定的轨道环境，如果观测发现其具有较大的样本基数，那么在可居住带上发现超级地球的可能性也是会增加。而上文中提到的天文学家非常感兴趣的“超级地球” GL 581 g通过光谱分析发现，其具有大气环流的特征，科学家下一步将确定其大气物理和成分的特征，希望能发现更多具备支持生命的环境元素。