巨大的“眼球”是寻找太阳系外生命的理想场所

系外行星在2017年被确定为太阳系外最有希望的生命繁衍生息的地方之一,它变得更加有希望 - 而且更加奇怪。

外星世界LHS-1140b显示出成为一颗“眼球”行星的迹象,全球海洋被冰覆盖,还有一个直径约4,000公里(约2,500英里)的单一虹膜状区域永久凝视着其主星。

“在所有目前已知的温带系外行星中,LHS-1140b很可能是我们最好的选择,有朝一日间接确认了我们太阳系外外星世界表面的液态水。天体物理学家查尔斯·卡迪厄(Charles Cadieux)说蒙特利尔大学。“这将是寻找可能适合居住的系外行星的一个重要里程碑。

LHS-1140b,其发现是几年前宣布,半径约为地球的 1.73 倍,质量的 5.6 倍;比我们自己的星球大,但仍然小到足以被认为是一个地球世界。与地球相比,它与恒星的轨道也更加紧密,在不到25天内完成了整个轨道。

如果那颗恒星真的像太阳,那对生命来说就太近了。相反,它是一颗凉爽、暗淡的红矮星——所以恒星和系外行星之间的距离在我们所谓的宜居带中是惊人的。这不会冷到所有地表水都会结冰,但又不会太近到会蒸发掉,被遗忘。

即便如此,如此接近意味着这颗系外行星很可能被潮汐锁定。那时,它的自转周期与其轨道周期同步,因此同一侧始终面向恒星。这与我们在地球上看到的现象相同,并且月亮,以及为什么我们永远看不到它远离地球的一面。

位于宜居区并不意味着它拥有支持生命的必要条件。要了解更多关于LHS-1140b的化学性质,我们需要观察它的大气层,如果有的话。这就是Cadieux和他的同事们利用JWST的力量所做的。

在不到50光年之外,这个系统离我们足够近,我们可以收集到当系外行星经过地球和恒星之间时光线变化方式的详细信息。一些星光会穿过大气层;当它这样做时,一些波长被吸收或放大通过内部的原子。确切地说,哪些原子在起作用,可以通过观察哪些波长受到影响来确定。

不过说真的。(Benoit Gougeon/蒙特利尔大学)

通过这样做,研究人员能够初步确定氮的存在,氮是地球大气中的主要成分。如果LHS-1140b的气态更强,就像一颗小小的海王星一样,它将有一个更富含氢的大气。氮气的存在表明存在着第二层大气——一种在系外行星诞生后形成的大气,而不是与系外行星一起形成的大气。

在去年发表的一项研究中,该团队还结合了LHS-1140b的密度和半径来计算其密度。他们得到了一个数字5.9 克每立方厘米.对于一个纯粹由岩石构成的世界来说,这还不够密集;鉴于它的大小,最适合的是迷你海王星或海洋覆盖的水域世界。如果我们排除迷你海王星,我们剩下的就是一颗全球海洋系外行星。

然而,考虑到潮汐锁定,这个全球海洋可能看起来并不像你想象的那样。永久背对恒星的一侧可能足够冷,以至于冻结。只有直接面向恒星的斑块才足够温暖以解冻,从而形成一个看起来像一个令人毛骨悚然的眼球在太空中盘旋.

然而,那片土地的表面温度可能达到非常温和的20摄氏度(68华氏度)——对于繁荣的海洋生态系统来说,这足以温暖。

我们不确定发生了什么,但它看起来是我们迄今为止最有希望的候选者,用于我们自己的行星社区之外的异国情调的外星生态系统,所以你可以打赌,会有更多的人盯着那个怪异的(可能的)眼球。

“在温带行星上探测类似地球的大气层正在将韦伯的能力推向极限——这是可行的;我们只是需要大量的观察时间。物理学家René Doyon说蒙特利尔大学。

“目前富含氮气的大气的迹象需要更多数据来确认。我们至少需要一年的观测来确认LHS 1140b有一个大气层,可能还需要两到三年才能探测到二氧化碳。

该研究已被接受《天体物理学杂志快报》,可在以下位置使用。arXiv的.

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