点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:还在“死磕”类地行星? 氢海行星或许也是外星生命“摇篮”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

还在“死磕”类地行星? 氢海行星或许也是外星生命“摇篮”

来源:科技日报2021-09-14 13:22

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  探索宇宙,寻找外星生命,人类又迈出了一小步。

  近日,来自英国剑桥大学的天文学家认为,氢海系外行星或是孕育外星生命的“摇篮”。研究团队发表论文称,他们发现了一类新的宜居行星,这种系外行星的质量是地球的几倍,拥有巨大的液态水海洋和富含氢气的大气层,被称为氢海行星。

  也许在不久的将来,人类就能够在一颗意想不到的星球上,发现地外生命。

  宜居星球不只是类地行星

  “目前比较可信的氢海行星只有K2-18b一个。”邹远川直言,氢海行星是一个拥有主要由氢气所构成的薄大气层,以及由液态水(海洋)作为行星表层的系外行星。

  这种行星质量范围比较广,大致在1个到10个地球质量之间,邹远川说,以目前的观测来看,氢海行星的质量,正好处在人类能观测到的地外行星主要质量范围内。但其大气只占总质量的百万分之一左右,“氢海行星大气层很薄,要发现并确定它们并不容易。”邹远川说。

  自20世纪90年代初,人类首次发现太阳系之外的行星以来,我们已经发现了数千颗系外行星。在已知的数千颗系外行星中,绝大多数行星质量在地球和海王星之间,它们通常被称为超级地球或超小海王星,大多为大气富含氢的岩质行星和冰质巨行星,或介于两者之间的行星。氢海行星此前就被归属于超小海王星。

  目前,地球是人类唯一知晓存在生命的天体。在系外行星搜索中,我们始终把寻找生命迹象视为重头戏。为此,天文学家主要关注与地球体积、质量、温度和大气成分相似的行星,即类地行星。

  而在剑桥大学的最新研究中,研究人员认为或许不只有类地行星才宜居,此前曾被认定为非宜居行星的氢海行星,也有可能孕育生命。研究小组成员表示,氢海行星在整个银河系中似乎极其常见,它们可能拥有“极端生物”,如同能在地球上最恶劣环境中繁衍生息的生物一般。

  研究人员认为,氢海行星通常比地球更炎热,其大气温度或高达200摄氏度,具体情况取决于它们的宿主恒星及其与宿主恒星的距离。

  尽管氢海行星与地球有着不同的特性,但仍具有容纳大型海洋的特征,在富含氢的大气层下,或存在着行星尺度的巨大海洋。

  邹远川介绍,与类地行星相比,氢海行星可能存在于恒星周围更广的空间范围。这就意味着,即使位于宜居带范围之外,仍有机会找到能够孕育生命的行星。这个发现或可改写我们对于“宜居带”的一般性认识。

  氢海行星上的海洋或能孕育生命

  邹远川介绍,氢海行星的质量在地球和海王星之间。同样在此质量区间,大多数超小海王星则没有支撑生命存在的条件。大多数超小海王星的质量超过地球的1.6倍。虽然这一质量要比海王星小,但还是太大了,无法像地球一样拥有岩质的内部结构。“生命不能在气体中诞生,只能在岩石核上,如果气体太厚,岩石所处的气压太高,生命就无法存在。”他说。

  早期对这类行星的研究认为,它们富含氢的大气之下,压力和温度过高,无法支持生命存在。而剑桥大学研究团队最近对K2-18b的研究发现,在某些条件下,这类行星仍有机会支持生命繁衍。

  这一发现让该团队开始对相关行星和恒星性质开展了更加全面、详细的调查,寻找已知或未知的系外行星中哪些可能满足这些条件,以及是否有机会观测到它们的生物信号。

  邹远川说,这类行星还包含潮汐锁定的暗氢海行星,它们可能只有在永久背阴面具有宜居条件;还包括只能接收到来自恒星少量辐射的冷氢海行星。

  也有研究认为,氢海行星有条件支持地外生命存在的观点,更重要的是这类行星的数量和可观测性均高于类地行星,这将大大加速人类对太阳系之外的生命搜索工作。

  “最新的研究成果并没有推翻之前的行星研究结论。”邹远川坦言,新研究只是说在超级地球和超小海王星之间,还可能存在另外一种行星,即氢海行星。这种行星的氢气包层很薄,使得海洋表面压强不是特别大,能够支撑生命存在。对K2-18b的观测发现,也证明了符合上述构想的系外行星是存在的。

  生命形态极可能是微生物

  可以肯定的是,氢海行星为人类在寻找地外生命的道路上开辟了一条全新途径。

  剑桥大学研究人员认为,氢海行星大气中可能存在一些微量的生物标记物。不久的将来,人类或许可以通过光谱观测发现这些标记物。

  目前,该研究团队确定了一个相当大的潜在氢海行星样本库,这些样本可以成为下一代望远镜详细研究的候选对象。

  同时,仅仅依靠质量大小不足以确认一颗行星的具体情况,还需从温度和大气性质等其他方面进行更详细地研究。

  邹远川说,氢海行星比类地行星尺寸更大、温度更高,其大气富含氢,使得它们的大气特征更容易被探测到。

  他介绍,类似氢海行星这样的行星,在已知的系外行星中占了大多数。从光谱上探测氢海行星大气中的生物标记,需要更加强大的望远镜,即将发射的詹姆斯·韦伯望远镜正是一个适合用于此项研究的望远镜。

  从过程上看,对氢海行星的探测与探测类地行星是相同的,即先利用专用的行星探测望远镜找到地外行星,再在其中搜寻可能的候选体,然后利用超大望远镜进行详细观测。

  值得注意的是,虽然氢海行星是一种可能孕育生命的行星,但一方面,可以成为氢海行星的限制条件仍比较多,目前比较可信的候选体也只有一个;另一方面,即便该类行星能够孕育生命,也极有可能是微生物,因为氢海行星的大气中没有氧气, 无法支撑需进行有氧呼吸的大型动植物存活。

  邹远川介绍,对于寻找地外生命,目前的主流还是搜寻类地行星。如2009年至2013年,美国国家航空航天局(NASA)使用的开普勒空间望远镜;2018年发射、设计寿命到2020年但目前依然在服役的TESS小型空间望远镜;欧洲航天局在2015年发射、设计使用到2025年的PLATO空间望远镜,都是主要的地外行星发现者,但目前还没有探测到一颗真正意义上的另一个地球。

  邹远川说,目前我国上海天文台研究员葛健提出了地球2.0计划,经过长时间的观测,有望找到质量、体积、轨道周期等各项参数都和地球一致的“姐妹星”,再利用大型望远镜对该行星进行有针对性的长时间观测(包括成像和光谱观测),在邹远川看来,这将是最有可能找到地外生命的方式。(吴纯新 王潇潇

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中国呼吁推动小堆创新 加强全球核能合作

  • 全球人工智能伦理论坛探讨伦理原则落地实施

独家策划

推荐阅读
据了解,该隧道盾构段长约2.9公里,采用双洞双层结构设计。如此“大块头”的装备,推进系统配置了液压浮动支撑装置,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。
2026-09-16 10:38
当前,一场以可再生能源替代化石能源、以电动汽车替代燃油车为核心的能源革命正席卷全球。车网互动的本质,是将电动汽车从单纯的“负荷”转化为兼具“负荷”与“电源”双重属性的移动储能单元。
2026-09-16 10:38
从持续性看,这些劣质、虚假或错误的信息,不只占据当下受众的注意力,还会变成AI训练的语料,形成自我循环。使清朗网络空间成为可感可及的常态,还要立足于人机协同,同步提升全社会的信息素养和核查效率。
2026-09-16 10:37
近日,南方科技大学地球与空间科学系副教授范斯腾与合作者在火星大气环流及物质输运研究方面取得重要进展。火星上的物质输运通常主要沿着平均环流进行,这与地球根本不同,后者的大气输运主要受涡流主导。
2026-09-16 10:39
艺术家描绘了星团潮汐尾上的脉冲星和接力观测的三组望远镜。此后,随着星团内部动力学演化和银河系潮汐作用持续改变成员轨道,一部分中子星会逐渐进入潮汐尾,最终脱离星团。近一个世纪后,星团潮汐尾上的这颗脉冲星,使巴德开启的两条科学线索在一个具体天体上交汇。
2026-09-16 10:39
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
错坚河冰崩发生点和下游传输侵蚀通道。研究指出,气候变暖背景下,喜马拉雅山地区的冰冻圈灾害正呈现频次增加与链式放大的复合态势。研究指出,此次冰崩与气候变暖影响下冰裂隙扩张、从冰面向冰内和冰床排水加剧直接相关。
2026-09-15 09:26
记者从国家药监局了解到,我国第三个脑机接口医疗器械标准于14日被批准发布。据悉,为了支持我国脑机接口医疗器械重大创新、满足产业发展急需,国家药监局采用快速程序立项和批准。
2026-09-15 09:23
工科学习与研究强调实践牵引、逻辑思维和科学方法,解决问题更是落脚点——学生可以借助AI,但不能被AI替代。工科学习,不仅是吸收知识的过程,更是应用理论、方法和工具提升学生解决工程实践问题的能力的过程。
2026-09-15 09:25
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
近日,记者从吉林大学获悉,该校生物考古实验室在全球首次完成已灭绝古生物奥氏马的完整形态复原。
2026-09-14 09:15
2026年国家网络安全宣传周期间,光明网联合科普中国推出AI科技伦理系列科普视频,引导公众理性认知技术逻辑,秉持算法向善理念,共建网络安全生态。
2026-09-14 09:15
实现人的自由全面发展,是人工智能伦理治理的逻辑起点与价值原点。
2026-09-11 08:42
2019年,一场生态修复让一个古人类遗址——云南蝙蝠洞遗址浮出水面。之后,多支科研团队开展跨学科综合研究,让丹尼索瓦人在中国西南腹地缺失的关键地理拼图得以补充。
2026-09-11 08:51
在位于内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔新区的人才创新谷,工作人员操作和林格尔数据中心集群多云算力资源监测与调度平台,实时监测、动态调度算力资源。
2026-09-11 09:10
人类全基因组约30亿个碱基对中,仅1%—2%编码蛋白质,其余包含不编码的“垃圾DNA”及控制基因表达时间、位置和强度的调控序列。
2026-09-11 09:07
8月也是非极地海域有记录以来最温暖的一个月。海表温度峰值达21.1℃,是有观测以来最高的海表温度。
2026-09-11 08:51
加载更多