探索地外的移居之地,是人类的一大目标。(示意图/图片来源:Adobe Stock)
广受欢迎的《星际大战》系列电影点燃了我们的想像力,天文学家于1995年发现了系外行星(太阳系外的行星),此后又陆续发现了4000颗奇异的行星,其中,超级地球的质量可能是地球的10倍。我们对这些行星还不够了解,行星的多样性让我们充满了好奇和期待,这些行星的成分各异,包括水世界(行星高达50% 由水组成)、脏雪球(冰和尘埃构成的彗星核心部分),甚至有像海王星一样由气体组成的行星。
其中一颗引人注目的行星是巨蟹座55e(55 Cancri e)。这颗行星被称为“超级地球”,半径为地球的2倍,质量就有地球的8倍,55 Cancri e围绕一颗类似太阳的恒星运行,只要18小时就可以完成一次公转,因为过于靠近那颗恒星,55 Cancri e已被潮汐锁定。就像是月亮只以一面对着地球一样,55 Cancri e也只会用一面对着它的“太阳”。面对“太阳”的那面被“烤”得非常热。温度高达3000度,表面被覆盖熔融的岩浆,显然不适合孕育生命。55 Cancri e最早发现的时间是2004年,它的大气层是在最近才被探测到。相关研究成果就发表在2024年5月8日的《自然》科学期刊。
超级地球的独特之处
为什么55 Cancri e被分类为“超级地球”?据美国国家航空航天局(NASA)的说法,超级地球就是和地球很相似,质量比地球大的星球。55 Cancri e质量比地球大但比海王星和天王星轻,这类行星的独特在于其可能由气体、岩石或两者的组合构成,质量范围在地球的3到10倍之间,具备多样的组成!
哈勃空间望远镜计划科学家肯尼思·卡彭特曾说过:“我们对系外行星的探索才刚刚起步。当第一部《星际大战》电影上映时,人们认为其他恒星周围可能存在行星,但没有实际证据。经过这么多年,我们发现的系外行星数量迅速增加,这无疑是非常令人惊叹的!我们已经找到了几乎所有类型的行星。”
想要探索各种未知的天文现象,可以利用哈勃空间望远镜或韦伯望远镜。哈勃空间望远镜主要用来观测紫外光、可见光以及近红外光,而韦伯望远镜则专注于观测近红外光和更长波长的中红外光。值得一提的是,韦伯望远镜的灵敏度比哈伯高出百倍以上。
詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)是目前最昂贵、功能最强大、最大的太空望远镜。这台望远镜由美国、欧洲和加拿大共同研发,所花费的金额超过100亿美元,耗时20多年建造而成。JWST的高分辨率和灵敏度使我们能够观测到更远的宇宙深处。虽然55 Cancri e并不是JWST发现的,但第一个探测到这颗行星的大气层的是JWST,JWST发现55 Cancri e除了富含二氧化碳和一氧化碳,还有一层次生大气。次生大气是行星形成后由内部释放出的气体,这些气体主要包括碳和氧等重元素。JWST的这一发现象征着人类首次探测到太阳系外类地行星的大气成分,开启了研究行星的篇章,虽然我们无法回到早期的地球去了解它的历史,但如果能探测到许多不同年龄阶段的类地行星大气,我们就可以将它们作为镜子,从中看到地球的过去甚至未来的样子。
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