编译:卢旭、谢懿 单位:南京大学天文与空间科学学院
巨大海洋宜居行星的数量可能远超类地行星。
[图片说明]:氢海行星的艺术概念图。来源:Shutterstock (ustas7777777)。
在搜寻宜居行星时,一直关注类太阳恒星周围的类地球行星。这类岩质行星与地球拥有相似的大小和质量,适宜的温度也使得其表面能存在液态水。但是,真正符合上述条件的宜居行星候选体数量实则寥寥无几。
有一类数量更为庞大的行星也许是新型宜居行星的候选体。它们的半径可达地球的2.6倍,质量可达地球的10倍。它们的表面温度允许液态水存在,因而具有海洋。此外,它们还拥有富氢的大气层。因这两个特征,被称为“氢海行星”。
恒星周围能在行星表面维系液态水的区域被称为宜居带。氢海行星的宜居带比类地行星的大很多,这部分是因为此类行星的平衡温度可高达227摄氏度。处于这一状态下,即便是被潮汐锁定的行星,其永远背向恒星的一面也能达到适宜的温度。另一个可能是,这类行星具有内部加热机制,在恒星辐射很弱的情况下也能维系液态水。
如果这些行星拥有生命,一个很重要的问题是它们是否具有可观测的生物征迹。地球的主要生物征迹,例如氧气、臭氧和甲烷,都可以在氢海行星上通过非生命过程生成。然而,在氢海行星上却能更容易地探测到地球生命代谢过程产生的次级产物,例如二甲硫醚、二甲二硫醚、甲基硫醇和羰基硫等。
氢海行星因自身更大,就更易于天文观测研究。在不远的将来,或许会在它们之上发现地外生命的迹象。