超級地球

超級地球

超級類地行星
天文學家在太陽系外發現了很多巨大的類地行星,他們将之稱作超級類地行星。科學家推測這些行星擁有與地球相似的闆塊構造。它們結構大緻相同:一個主要是鐵的金屬中心,外層則被矽酸鹽地幔所包圍。它們的表面一般都有峽谷、隕石坑、山和火山。2015年03月07日,英國學者确認“超級地球”存在,為首個系外宜居星球。已經被發現的“超級地球”還隻是冰山一角,而随着現代觀測手段的進步和新一代技術革新,發現“超級地球”的速度會越來越快。美國宇航局的開普勒航天器上搭載有人類最大望遠鏡,開普勒航天器也已被送入地球外軌道,它将可能首次找到适合居住的類地行星。将來,人類将可能找到圍繞着類似太陽這樣的恒星公轉、并且适宜人類居住的行星。而一旦發現了這樣的行星,科幻小說中經常出現的星際移民将可能成為現實。[1]
    中文名:超級類地行星 外文名:Super earth 别名: 英文名:Super earths 所屬星系:太陽系外 結構:一個主要是鐵的金屬中心 表面:峽谷、隕石坑、山和火山

簡介

“超級地球”也叫超級類地行星,是指那些環境和地球類似、但質量要大上好幾倍的行星。天文學家們普遍懷疑這類行星上可能存在水甚至生命,也可能适宜人類居住,因此具有重大研究價值。

有記錄的最早在2005年,科學家發現一顆被命名為“格利澤876d”的超級地球,它是已發現的距離地球最近的系外“超級地球”;2012年2月2日,一個國際研究人員團隊宣布在太陽系外發現一顆“超級地球”,可能适宜生命生存。

構造

在這些行星當中,有相當一部分的重量都在地球的5倍到15倍之間,而且在這些“超級地球”當中也有許多是和地球一樣由岩石構成的,表面還覆蓋着厚厚的冰層,而不是與木星一樣是由氣體構成的。它們當中的一部分年齡并不是很大,而且它們表面的溫度變化很大。科學家認為這些“超級地球”形成于宇宙中的“暴風雪”,隻有這些暴風雪才能在過去的幾十萬年裡為這些行星穿上厚厚的冰衣,從而使這些行星得以生存至現在。 

壽命

所有“超級地球”都擁有自己的星盤和大氣,其中一部分是圍繞着一顆恒星運轉。岩石行星在靠近其圍繞恒星的一側就比較溫暖,反之另一面就非常寒冷。這些行星年輕的時候,它們圍繞的恒星都比較穩定,随着它們的不斷增長,恒星的穩定性也會越來越差,最終使這些行星逐步走向滅亡,所以超級地球的利用價值很差。

特征

鑒于超級地球相對較大的質量,它們與地球在物理特性上有着一定的差距。一份以Diana Valencia為主的團隊針對格利澤876d的研究報告顯示,使用經由檢測行星及其相應質量的淩日法所測得出來的半徑,有可能推測出超級地球的組成結構。計算繞行格利澤876的行星所得出的範圍,可以是在九千兩百公裡(約為地球半徑的一點五倍)的固态行星到地核大到超過一萬兩千公裡以上(約為地球半徑的兩倍)有着冰層覆蓋表面的液态行星。在這半徑的範圍之内,超級地球格利澤876d的表面引力為~3.3g與~1.9g之間。巨大的表面引力(通常大過海王星與土星這樣的行星,在某些情況下則大過木星)是超級地球一項衆所周知的特性。

發現

2005年

以Eugenio Rivera為主的一支團隊于2005年發現超級地球,它因繞行格利澤876公轉,而被命名為格利澤876d(先前已有兩顆體積近似木星的類木行星在其星系中被發現)。它的質量估計有地球的七點五倍大,軌道周期相當短,隻有兩天左右。鑒于格利澤876d的與日距離,它高溫的表面最高可到開氏650度。

2006年

2006年03月14日一批專門“獵星”的天文學家在銀河系深處發現一顆和地球非常相似的行星,這顆行星距離太陽系9000光年,體積大概是地球的13倍,質量和海王星差不多。它圍繞着一顆紅矮星運行,那顆紅矮星是它的“太陽”,體積比太陽小一半、溫度也比太陽低很多。

經過研究發現,這顆行星和地球驚人相似。據科學家推測,這顆行星的整體結構頗似地球,“内心”也是和地球一樣的岩石核心,外層則包裹着岩石和其他成分。不過它的地表溫度稍低,上面沒有液态水隻有凍結的冰。因此這顆行星又被稱為“超級地球”。

2007年

第一顆位在可栖息區域的超級地球

2007年4月,由Stephane Udry所領導一支根據地在瑞士的團隊,宣布在格利澤581周邊可栖息區域的邊陲發現兩顆新的超級地球,其表面有可能存有液态水。有地球質量五倍大,距離格利澤581為0.073天文單位或一千一百萬公裡的格利澤581c,座落在可栖息區域的“暖陲”,其平均溫度(不考慮來自大氣的影響),估計在反照率可比照金星的攝氏零下三度,至反照率可比照地球的攝氏四十度之間。

2008年

瑞士日内瓦天文台的科學家們2008年6月16日在法國舉行的一次學術會議上宣布,他們發現了5顆新“超級地球”。在這次發現的5顆“超級地球”中,有3顆位于距離地球42光年外的繪架座及南劍魚座方向,質量分别為地球的4.2倍、6.7倍及9.4倍。這3顆“超級地球”環繞一顆體積比太陽略小的恒星公轉,公轉周期分别為4天,10天和20天。第4顆“超級地球”圍繞恒星HD181433公轉,周期為9.5天。恒星HD181433還吸引了一顆類似木星、公轉周期為3年的行星。第5顆“超級地球”的質量是地球的22倍,每4天公轉一周。

自1995年發現第一顆“超級地球”後,天文學家又陸續探測到270多顆,大多如木星及土星般巨大,與地球大小類似的行星較少。由于多數“超級地球”距離我們太遠,天文學家無法直接通過普通天文望遠鏡用肉眼觀察,而隻能依靠無

線電波或者光譜分析等探測方式“間接測算”出“超級地球”的存在。

2009年

2009年12月16日,一個由美國和澳大利亞科學家組成的國際研究小組近日通過對“凱克”望遠鏡 和英澳電波望遠鏡的觀測數據進行研究後發現,在鄰近兩個類日恒星系統中存在四顆類地行星,其中兩顆被稱為“超級地球”。研究人員認為,這一發現将為人類尋找可居住行星提供重要線索,人類在未來幾年内發現可居住行星的希望将大大增加。

此次發現的另一顆行星的質量大約為地球質量的7.5倍,這顆行星位于“HD 1461”恒星系統内。“HD 1461”恒星位于鲸魚座内,距離地球大約為76光年。該恒星也可稱得上是與太陽極為相似的雙胞胎兄弟。科學家們推測,在這顆恒星周圍應該還存在至少一到兩顆行星。在每日傍晚,如果視野良好,人們可以用肉眼直接在天空中看到“HD 1461”恒星。 科學家們将“HD 1461”恒星系統的這顆類地行星命名為“HD 1461b”。

2010年

2010年美國天文學家用“哈珀”望遠鏡觀察到了這顆類地行星,它距地球僅40光年,環繞着一顆昏暗的紅矮星運行。這個類地行星被命名為“GJ 1214b”。于2012年被證實為“超級地球”。它距離地球僅為40光年,直徑是地球的2.6倍,質量是地球的6.5倍,是迄今(2010年)發現的第二顆最小太陽系外行星。這顆有水行星被歸入“超級地 球”行列。

2011年

造價1000萬美元的加拿大MOST太空望遠鏡發現了一顆奇異的系外“超級地球”。這顆系外行星被稱之為“55 Cancri e”,密度與鉛接近,一年隻有不到18個小時,是科學家研究行星演化和幸存過程中得出的最具有突破性的發現。55 Cancri e是迄今(2011年)為止發現的密度最大的固态行星,距離地球很近,可以用肉眼觀察到其所繞的恒星55 Cancri A。這是一顆多岩系外行星,直徑2.1萬公裡,比地球大60%,質量和密度分别是地球的8倍和2倍。

2012年

2012年11月9日,一個國際研究人員團隊宣布在太陽系外發現一顆“超級地球”,可能适宜生命生存,距離地球隻有約42光年,或許日後能透過望遠鏡直接觀測。

2012年9月26日,在歐洲行星科學大會上,美國麻省理工學院科學家報告了他們對岩石性超級地球熱演化的研究,認為其内部活動過于遲緩,難以支持表面形成生命。

2013年

歐洲南方天文台2013年6月26日發布消息稱,德國的科學家最新研究發現,太陽系附近有三顆适宜生命繁衍的“超級地球”,有可能存在外星生命。這三顆行星圍繞天蠍座的一顆恒星運行,距離地球僅22光年。按照天文單位計算,堪稱與地球是鄰居。

德國哥廷根大學牽頭的一個國際研究小組在一顆代号為“格利澤667C”的恒星周圍的“宜居地帶”發現三顆“超級地球”。這顆恒星位于距地球22光年以外的天蠍座。他們此前曾發現,這顆質量約為太陽三分之一的恒星擁有3顆行星,其中一顆處于可能存在液态水的“宜居地帶”内。最新研究表明,這顆恒星擁有至少6顆行星,這些行星均被認定為“超級地球”,即環境與地球相似、質量通常為地球2倍至10倍的行星。讓人興奮的是這6顆行星中有3顆位于該恒星系統的“宜居地帶”内。 、

2014年

據英國《鏡報》3月27日報道,美國卡内基科學研究所天文學家斯考特·謝潑德(Scott Sheppard)在太陽系邊緣發現一顆粉紅色星球,并以美國副總統(VP,Vice President)的名字命名它。這是一顆矮星,被命名為2012 VP 113。它的直徑為450公裡,位于冥王星更外側的太陽系邊緣地區,科學家曾認為那裡沒有行星。這個由粉紅色冰和岩石組成的行星在圍繞太陽運轉。

這顆行星是在太陽系與被稱為“内奧爾特星雲”的外太空之間的神秘地區發現的第二個天體。天文學家們認為,或許在距離太陽極遠地帶,還有數千顆前所未知的物體圍繞太陽運行。科學家們認為,新行星圍繞太陽運行的方式預示出“超級地球”存在的可能,它可能圍繞太陽遠距離運行。

後續報道将會持續更新。

2015年

2015年03月07日,英國學者确認“超級地球”存在,為首個系外宜居星球。

研究前景

已經被發現的“超級地球”還隻是冰山一角,而随着現代觀測手段的進步和新一代技術革新,發現“超級地球”的速度會越來越快。美國宇航局的開普勒航天器上搭載有人類最大望遠鏡,開普勒航天器也已被送入地球外軌道,它将可能首次找到适合居住的類地行星。将來,人類将可能找到圍繞着類 似太陽這樣的恒星公轉、并且适宜人類居住的行星。而一旦發現了這樣的行星,科幻小說中經常出現的星際移民将可能成為現實。

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超級地球

歐洲空間局的赫歇爾太空望遠鏡發現另一個恒星系統中外圍龐大小天體(彗星等)集群并不是罕見的,在2013年早些時候,該望遠鏡也對著名的北落師門恒星系統進行觀測。使用紅外波段的觀測技術可透過外圍厚厚的塵埃盤,天文學家可以估計該恒星系統中有多少顆彗星在進入内側軌道後被摧毀。科學家也假設了恒星系統中運行在軌道上的行星與彗星發生碰撞的事件,通過這些模型得出北落師門外圍厚厚盤狀物質帶存在2600億至83萬億顆小彗星,而太陽系外圍的奧爾特雲中的彗星數量被認為與此相類似。這項觀測也對行星上演化出海洋進行推測,擴展了類地行星的可居住性和潛在的可居住系外行星。

在缺乏大質量氣态行星(諸如土星和木星)的恒星系統中,位于内側軌道的行星可避免大質量彗星的轟擊,相反的是,較小的類海王星天體可使内側軌道行星保持穩定的小型流星雨襲擊。正因為如此,格利澤581與室女座61恒星系統正在受到外層盤狀物質群中大量小彗星長期的“圍攻”。考慮到格利澤581恒星系統已經有近20億年的演化史,那麼内側軌道行星可能蘊藏着相當大貯備的“水資源”。

開普勒

大小合适、位置合适”,美聯社19日發文稱,開普勒-62行星系統距地球約1200光年,位于天琴座。在該系統中,5顆行星圍繞一顆比太陽更小、更冷、更老的恒星運行,開普勒-62e和開普勒-62f是其最外圍的兩顆,它們的體積分别為地球的1.6倍和1.4倍,受到的熱量輻射也隻是地球的1.2倍和0.4倍,公轉周期分别為122天和267天。德國馬克斯-普朗克天文研究所科學家說,開普勒-62e的溫度“可能就像5月的華盛頓”。研究人員猜測,這兩顆行星主要由岩石或冰構成,隻有在獲得相關大氣頻譜特性後,才能清楚它們是否真的“宜居”,“如果上面有生命,肯定非常高級”。另一顆“新地球”開普勒-69c位于開普勒-69行星系統,在天鵝座,離地球約2700光年,體積為地球的1.7倍,公轉周期為242天,構成材質尚不确定。除此之外,這兩個行星系統的其餘4顆行星公轉周期隻有十多天,意味着它們非常熱,不适合人類生存。 

太陽系附近

歐洲南方天文台2013年6月26日發布消息稱,德國的科學家最新研究發現,太陽系附近有三顆适宜生命繁衍的“超級地球”,有可能存在外星生命。這三顆行星圍繞天蠍座的一顆恒星運行,距離地球僅22光年。按照天文單位計算,堪稱與地球是鄰居。

德國哥廷根大學牽頭的一個國際研究小組在一顆代号為“格利澤667C”的恒星周圍的“宜居地帶”發現三顆“超級地球”。這顆恒星位于距地球22光年以外的天蠍座。他們此前曾發現,這顆質量約為太陽三分之一的恒星擁有3顆行星,其中一顆處于可能存在液态水的“宜居地帶”内。最新研究表明,這顆恒星擁有至少6顆行星,這些行星均被認定為“超級地球”,即環境與地球相似、質量通常為地球2倍至10倍的行星。讓人興奮的是這6顆行星中有3顆位于該恒星系統的“宜居地帶”内。

在自然災害頻繁發生的現狀下,不少研究人員都在探求着與地球生存環境相近适合人類居住的星球。不過日前美國國家航空航天局宣布,美國宣布發現三顆“新地球”,“宜居”問題遭德國強烈質疑。美國國家航空航天局公開表示,開普勒天文望眼鏡已經觀測到了兩顆太陽系迄今為止“最像地球、可能最适合人類居住”的行星。一個溫潤如夏威夷,另外一個則酷寒如阿拉斯加,距離地球有1200光年”。與此同時,NASA另外一個研究小組也宣告,在更遠的地方也發現了另外一顆“适宜居住的星球”,而這些行星的發現也讓很多人認為“人類走向找到類似家園又更近了一步”。消息曝光後,英國媒體立即發布新聞呼籲人類發現了“地球二号”和“地球三号”,不過也有很多媒體都表示了質疑的态度,距離地球上千光年的星球就算是适合居住,人類也是不可能真正的移居的。但也是不關我們的事。

發現過程

“格利澤581d”行星大小約為地球的3倍,是人類在太陽系之外發現的第一個位于宜居帶中的行星,被稱為“超級地球”。它距離地球22光年,在浩瀚的宇宙中算得上是“鄰居”。有趣的是,學者過去曾一度認為它根本不存在。

2011年5月初由麻省理工、哥倫比亞大學、哈佛、加州聖克魯斯分校組成的國際天文學家小組正式公布了發現成果:通過加拿大MOST空間望遠鏡發現距地球40光年處的55 Cancri A行星系統中的一顆“超級地球”,比地球大60%,質量是地球八倍,密度是地球兩倍的固态行星,形似真實版的潘多拉星球。

該行星編号為:55 Cancri e,環繞着編号為55 Cancri A的恒星,公轉一周僅需18個小時。也就是說,在該行星上生活,根本不需要日曆,記得帶一塊手表即可。而且看到的太陽比地球上看到的大60倍,亮度大3600倍。行星表面溫度2700攝氏度,麻省理工的天文學家認為如此高的溫度不可能存在大氣結構,但也有一些科學家相信足夠強的引力能留住部分大氣。由于主恒星有着較高的亮度,所以能進行許多較為敏感的測量,對科學家來說,該行星是個完美的實驗室,可以對行星形成、演化以及整個生命周期進行充分研究。

但是,這顆行星是不能被直接觀測到的,即使是功能強大的望遠鏡。而該行星系統中的恒星,即55 Cancri A,在未來的兩個月内,如果在一個天氣較好的夜晚,是能被肉眼觀測到。

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