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美國國家航空航天局：一些冰冷的系外行星可能有可居住的海洋和間歇泉

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據美國宇航局（威廉·施泰格沃爾德）：美國國家航空航天局的一項研究擴大了對太陽系以外生命的探索，表明17顆系外行星(太陽系以外的世界)可能在冰殼下有液態水的海洋，液態水是生命的必要成分 。這些海洋中的水偶爾會以間歇泉的形式從冰殼中噴發出來 ?？茖W小組計算了這些系外行星上間歇泉活動的數量，這是第一次做出這樣的估計 。他們發現了兩顆足夠近的系外行星，這些爆發的跡象可以用望遠鏡觀察到 。
在宇宙中的其他地方尋找生命通常集中在位于恒星“可居住區”的系外行星上，在這個距離上，溫度允許液態水在其表面持續存在 。然而，如果有足夠的內部熱量，那么對于一顆太遙遠太冷的系外行星來說 ， 冰殼下仍然有海洋是可能的 。這就是我們太陽系的情況，木星的衛星歐羅巴和土星的衛星恩克拉多斯的地下有海洋 ， 因為它們受到主行星和鄰近衛星引力的潮汐加熱 。

美國國家航空航天局：一些冰冷的系外行星可能有可居住的海洋和間歇泉


美國國家航空航天局的卡西尼號飛船在2010年11月30日拍攝了這張土衛二的照片 。噴射流下部的恩克拉多斯天體的陰影清晰可見 。圖像：美國國家航空航天局/JPL加州理工學院/空間科學研究所
如果這些地下海洋有其他必需品，如能源供應以及生物分子中使用的元素和化合物，它們可能是生命的港灣 。在地球上，整個生態系統在海底熱液噴口附近的完全黑暗中茁壯成長，熱液噴口提供能量和養分 。
“我們的分析預測，這17個世界可能有冰覆蓋的表面 ， 但從它們的宿主恒星的放射性元素衰變和潮汐力中獲得足夠的內部熱量，以維持內部海洋，”馬里蘭州格林貝爾特美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的林納·奎克博士說 ?！坝捎谒鼈兘洑v了大量的內部加熱，我們研究中的所有行星也可以以間歇泉樣的羽狀物的形式展示低溫火山爆發 ?！笨耸?0月4日發表在《天體物理學雜志》上的一篇論文的第一作者 。
該團隊考慮了17顆已確認的系外行星的條件，這些行星大約與地球大小相同，但密度較低 ， 這表明它們可能有大量的冰和水 ， 而不是密度較高的巖石 。盡管這些行星的確切成分仍然未知，但根據之前的研究對它們表面溫度的初步估計都表明它們比地球冷得多，這表明它們的表面可能被冰覆蓋 。
這項研究通過使用木衛二和土衛二的已知表面亮度和其他屬性作為模型進行重新計算，提高了對每個系外行星表面溫度的估計 。該團隊還通過使用每個系外行星的軌道形狀來獲得潮汐產生的熱量 ， 并將其添加到放射性活動產生的熱量中，從而估計了這些系外行星的內部總熱量 。表面溫度和總加熱估計給出了每個系外行星的冰層厚度，因為海洋在內部加熱時會在表面冷卻和凍結 。最后 ， 他們將這些數字與歐羅巴的進行了比較，并使用歐羅巴上間歇泉活動的估計水平作為保守基線來估計系外行星上的間歇泉活動 。
他們預測地表溫度比先前的估計低60華氏度(16攝氏度) 。估計的冰殼厚度范圍從比鄰星b的約190英尺(58米)和LHS 1140 b的1英里(1.6公里)到MOA 2007 BLG 192Lb的24英里(38.6公里)，相比之下，木衛二的平均估計值為18英里(近29公里) 。估計的間歇泉活動從開普勒441b的每秒17.6磅(約8千克/秒)到LHS 1140 b的每秒639 ， 640磅(290 ， 000千克/秒)和比鄰星b的每秒1320萬磅(600萬千克/秒)，相比之下木衛二的每秒4，400磅(2，000千克/秒) 。
Quick說:“由于我們的模型預測海洋可能會在相對靠近比鄰星b和LHS 1140 b的表面發現，并且它們的間歇泉活動率可能會超過歐羅巴的數百到數千倍，望遠鏡最有可能探測到這些行星上的地質活動，”他于12月12日在加利福尼亞州舊金山舉行的美國地球物理學聯合會會議上提交了這項研究 。
當系外行星從其恒星前面經過時，可以看到這種活動 。某些顏色的星光可能會被間歇泉中的水蒸氣變暗或遮擋 ?？苏f:“零星探測到的水蒸氣，其中探測到的水蒸氣量隨時間而變化 ， 這將表明低溫火山爆發的存在 ?！彼锌赡芎衅渌睾突衔?，可以揭示它是否能支持生命 。由于元素和化合物吸收特定“特征”顏色的光，對星光的分析將讓科學家們確定間歇泉的成分，并評估系外行星的可居住性潛力 。
對于像比鄰星b這樣沒有從我們的有利位置穿過其恒星的行星，間歇泉活動可以通過強大的望遠鏡探測到，這些望遠鏡能夠測量系外行星在繞其恒星旋轉時反射的光 。間歇泉會噴出系外行星表面的冰粒，這將導致系外行星顯得非常明亮和反光 。
這項研究由美國國家航空航天局的宜居世界項目、華盛頓大學的天體生物學項目和虛擬行星實驗室資助，虛擬行星實驗室是美國國家航空航天局系外行星系統科學協調小組的成員 。