这颗巨大的“眼球”,正静静漂浮在50光年外的宇宙中,注视着它的母星
即便如此,与母星如此接近意味着这颗系外行星很可能会被潮汐锁定。也就是说,它的自转周期会与公转周期同步,所以总是以同一侧面向恒星。月球也是如此被地球潮汐锁定的,因此我们在地球上永远看不到月球的背面。
处于宜居带内并不意味着行星一定具备维持生命的必要条件。为了解更多有关 LHS-1140b 的化学性质,我们需要深入研究它的大气层(如果存在的话)。这就是卡迪厄和同事利用韦布空间望远镜(JWST)所做的工作。
该恒星系距离我们不到 50 光年,因而我们可以收集到系外行星穿过地球与恒星之间的连线时,恒星光线的具体变化。此时,一些星光会穿透行星的大气层,其中的原子会吸收或放大特定波长的光。所以,只要能观测是哪些波长的光线受到了影响,就能确定大气层中存在哪种原子。
如此一来,研究人员能够初步确定氮的存在,它是地球大气的主要成分。如果 LHS-1140b 更偏向一颗气态行星,就像一颗迷你海王星,它的大气层应当更富氢。氮的存在还表明这是次级大气——大气的形成晚于行星诞生,而不是随行星诞生同步形成的。
在去年发表的一项研究中,该团队还结合 LHS-1140b 的质量和半径计算其密度,结果是每立方厘米 5.9 克。对于纯岩质行星来说这个密度有些偏小,基于观测到的尺寸数据,更合适的猜想是这是一颗迷你海王星或海洋行星。如果排除掉迷你海王星,剩下的可能就只有一个:这是一颗表面全部被海洋覆盖的系外行星。
不过考虑到潮汐锁定,这片覆盖全球的海洋可能不会像你想象的那样“全球”。背对恒星的一侧可能冷到足以结冰,只有面向恒星的一小片区域才能温暖到足以融化,从而让它看上去像是一颗挂在太空中的、令人毛骨悚然的诡异“眼球”。
然而,这片区域的表面温度可能会达到 20 摄氏度——这对于一个繁荣的海洋生态系统来说,已经足够温暖了。
我们尚不能确定这颗星球的实际情况,但它看起来是迄今最有希望找到外星生态系统的系外候选者。所以可以笃定的是,未来会有更多科学家与那颗(可能的)奇怪“眼球”展开对视。
蒙特利尔大学的物理学家勒内·多永(René Doyon)说:“探测温带行星是否具有类地大气层的工作正在将JWST的能力推向极限,不过这是可行的,我们只是需要足量的观测时间。”
“目前我们需要更多数据来证实富氮大气的存在。我们需要至少一年的观测来确认 LHS 1140b 是否具有大气层,可能还需要两三年的观测才能检测出是否存在二氧化碳。”
相关论文已被《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)接收,预印本版本已发布于预印本文库 arXiv(未经同行评审)。