大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于科学家发现超级地球的问题,于是小编就整理了4个相关介绍科学家发现超级地球的解答,让我们一起看看吧。
NASA在宜居带发现的大气中含有水蒸气的“超级地球”是怎样的?
美国宇航局(NASA)本周宣布,其哈勃太空望远镜首次发现了一颗大气中含有水蒸气的系外行星,该系外行星位于其恒星的宜居带中。系外行星被命名为K2-18b,由于行星大气中含有水蒸气,而且它位于宜居带内,因此科学家认为其表面可能存在液态水体。
系外行星K2-18b是所谓的“超级地球”,这意味着它比我们的星球更大,在这种情况下,这颗行星也具有更大的表面密度。这是目前唯一一颗已知大气中含有水蒸气且温度在支持生命所需的范围内的系外行星,使其成为未来潜在任务的关键发现。
这颗系外行星距其红矮星大约110光年,虽然它位于宜居带内,但是NASA指出它可能比我们的星球经历更多的高能辐射,这意味着这种环境可能最终对外星生命是不利的。
科学家最近在《Nature Astronomy》发表的一项研究中详细介绍了行星大气中水蒸气的发现。NASA指出,K2-18b是数百颗已被发现的“超级地球”系外行星之一; 它在2015年由开普勒太空望远镜确定,随后由哈勃太空望远镜观测到。
根据NASA的数据,科学家们使用开源算法及2016年和2017年获得的的系外行星哈勃数据来研究这颗超级地球的大气层。除了氦和氢之外,K2-18b的大气中也可能含有甲烷和氮以及其他分子,但需要进一步研究才能确定。
首先K2-18b不是第一次发现大气层中含有水蒸气的行星,此前科学家们已经发现了许多大气中含有水蒸气的气态巨行星,但这次发现的是迄今为止大气中探测到水蒸气质量最小的行星,这颗行星在2015年就被开普勒望远镜所发现,然后蒙特勒阿尔大学系外行星研究所的一个团队研究了哈勃望远镜2016年到2017年的观测数据,利用了一种被称为过境光谱学的技术分析了K2-18b的运动轨迹,当行星绕着恒星轨道运转时,恒星照在行星上的一部分光芒会被行星大气层所过滤,这就等于恒星的光芒在行星大气层上留下了一个指纹,研究人员就是靠着这种方法发现了含有水蒸气的类地行星。
现在研究人员对K2-18b的数据结论是,K2-18b的大气中可能含有0.01%到50%的水,另外可能还有大量的氢,关于这个巨大差异的结论是因为,通过哈勃望远镜的观测恒星光芒被行星大气层抵消的数据,人们只能分析行星上面有没有水,但是不能确定上面的水有多少,0.01%的水和50%的水在他们的数据中表现出来的特征是一样的,因此研究人员现在只知道上面有水,但是不知道究竟有多少水。
- 通过分析透过K2-18b大气层中的恒星光芒,人们发现了这颗行星上拥有的水蒸气。
现在可以确定的是k2-18b这颗大气中含有水蒸气的行星质量是地球的8至9倍,体积是地球的2倍,它上面的重力要比地球上面高出不少。k2-18b距离它的恒星很近,它的轨道周期只有33个地球日,所以K2-18b上面的一年只相当于地球上面的一个月。由于红矮星散发出来的热量远不如太阳散发出来的热量,所以K2-18b即便很近距离的环绕恒星,它上面的温度也和地球上差别不大,研究小组的计算表明,它上面的温度在-76°到47°之间。
虽然上面有水还有和地球相似的温度,但存在生命的前景并不乐观,它所环绕的红矮星会发出大量的耀斑,这些能量可能会严重限制生命的孕育。但K2-18b上面和地球一样拥有大气层,大气层可以保护行星免受恒星的辐射,而且这颗行星上面还有大量的氢,氢比较轻,如果这些氢气存在于大气层中,那么这颗行星上的氢气应该早已被恒星的辐射消耗殆尽,这个情况表明,在一定程度上K2-18b地面的环境受到了大气层的保护。
- 下图为k2-18b所环绕的k2-12b红矮星模拟图
但大气层的保护过于强大问题也随之而来,厚重的大气层会导致这颗行星上面的压强十分巨大,这颗行星大气的厚重程度已经让科学家们考虑到行星大气层中存在液态水的可能。大气层产生的压强导致现在已知的生物没有可能在这颗行星表面上存活,但这颗行星在理论上可能支持某些生命形式的存在。
关于k2-18b的大气层成分,研究人员给出了三种可能的结果,第一种大气层中只含有水和氢氦,第二种的可能是没有云层的大气,其中含有水,氢氦和分子氮,第三这颗恒星的大气层可能是浑浊的并充满了水和氢氦。为了获得更加详细的数据,人们还需要更好的望远镜来研究这颗行星的大气层。2021年美国宇航局的jwst太空望远镜发射以及2028年欧空局的ariel任务将更加详细的调查1000颗类似与k2-18b这种系外行星的大气。
- 图片为NASA定于2021发射的jwst望远镜.
K2-18b这样的行星发现水蒸气是让科学家们兴奋不已的,像这样的超级地球属于银河系内最常见的行星种类,它所环绕的红矮星也是最常见的恒星类型,这就表示还有很多类似k2-18b这样的系外行星等着人们发现。
新超级地球被发现,距地球6光年,是否具备适合人类生存的条件?
我认为回答这个问题,先要提出一个问题:地球本身,是不是一直适合人类居住。答案是不,地球年龄有四十多亿年了,这么长时间以来地球的空气成分、气温一直在变。有人说地球气温升高六摄氏度,人类就会毁灭。那么即使还有一个和地球一模一样的星球,也很可能不适合人类居住。
我们是在地球上经过千万年才进化过来的生物,人类还有其他的生物已经适应了地球上的环境,所以永远都不要想我们能移民别的星球。
假如我们真到了那个地步,需要移民外星球,我们能做的只有下面几点:
首先要找到一个环境不那么恶劣的星球
其次,在这个星球建立基地,里边完完全全模仿地球环境
如果我们的科技水平达到这种水平,也许我们还会有一丝生还的希望。
永远不是找到一点适合人类居住条件的星球都是宜居星球。举个例子,假如火星上有水,那么适不适合我们生存呢?当然不适合。如果一个星球上所有的环境与地球上相同,但只有氧气浓度不同,即便这样,这个星球也不会是一个宜居的星球。
既然大部分都不适合我们作为第二星球,那么宇宙中除了我们,还会有其他的生命吗?
我不否认这点。
适者生存,也许在那个星球上就进化出来一种不需要喝水,不需要呼吸的生物呢。当然了,我们地球对他们也不是一个宜居的第二星球。
所以,我们只有地球一个家园,保护好我们的家园才是王道。
适不适合人类居住,真是渺茫,别说6光年,就一光年就已够你受了,能搬得去吗?再说那个地球到底跟现有地球的条件是不是完全一模一样呢?还是个谜。还有人类永远跳不出太阳系的,以目前的科技还没达到顶级科技,即使能跳出太阳系,也到不了那个地球早就不知化为什么了,也就不属于人类了,再找都找不回了,你们说是不是呢?还是老实呆在现有地球上,安安心心地好好过吧!
不识庐山真面目,只缘身在此山中,人类生在地球上,仿佛与生俱来的带有一种优越感,自以为是地认为人类天生就是地球的主宰,但很可惜地是,人类根本就不知道,人类为何会出现在地球上?什么时间出现在地球上的?人类使命是什么?人类还有多长的路要走?连这些事都弄不明白,人类又怎么知道六亿光年外的类地星球上,是否会有人类存在哪?一个星球要想适合人类生存,其实有着极其严苛条件,必须达到地球现有条件,才能适合人类生存,否则绝不可行。
茫茫宇宙中,适合人类居住、生存的星球数不胜数,新发现的这颗星球不一定适合人类居住。因为离地球太遥远了,仅凭观测,和相关数据推测未必可豪靠。离地球最近的火星才四百多万公里,人类派探测器去实地探测,都没有准确结论。
新发现的超级地球,正以50万公里时速奔向地球,人类能移居过去吗?
目前天文学家在宇宙中大力搜寻可能存在生命的宜居星球,收获颇丰。美中不足的是这些星球距离地球太阳远了,大都在几十光年以外。以人类现在科技水平是根本无法到达那里。
不过科学家发现了一颗超级地球正在以时速50万公里的速度飞奔地球而来。这可是个好消息啊。人类正愁没办法到达这些发现的宜居星球,没想到一个超级地球自己送上门来了。这样人类能够移居过去吗?
图示:巴纳德星和超级地球巴纳德星b
这颗飞奔地球而来的超级地球是谁呢?它是距离地球6光年之外红矮星巴纳德星身边的一颗行星叫做巴纳德星b。巴纳德星是一颗比太阳小很多的红矮星,质量只有太阳质量的14%左右。半径只有太阳的20% 。巴纳德星距离地球只有6光年,是仅次于比邻星系统的三颗星距离太阳系第四远的恒星。
科学家发现巴纳德星正在以每小时140公里的速度向着太阳前进。科学家经过推算,巴纳德星会在公元9800年的时候最接近太阳,那时候距离为3.75光年。这样的话,届时我们距离巴纳德星的那颗那颗超级地球只有3.75光年了。然后它又会远离地球。3.75光年的距离我们能到达吗?
图示:超级地球巴纳德星b星球表面
如果按照目前人类制造的太空探测的速度来看,这个距离仍然是人类无法到达的。速度最快的朱诺号木星探测器速度达到了每小时264000公里,但是它要飞到3距离地球3.75光年的巴纳德星b仍需要15300年的时间!
这个距离目前我们是无法到达的。但是超级地球巴纳德星b距离地球最近的时候是在距今7800年后。相信那时候的人类文明已经达到了科学家设想的卡尔达舍夫等级第二等级。这样的话人类要跨越3.75光年的距离到达巴纳德星的超级地球不再话下。
图示:超级地球
对此大家是怎么看的呢?我们能到达那里吗?
其实这颗超级地球所在的恒星系统早在民国初年就被发现了,发现者叫巴纳德。
后人为了纪念他,就名为这颗恒星叫巴纳德星。
它比太阳古老得多,也是银河系最古老的恒星系统之一。科学家估算这颗恒星的寿命可能仅比宇宙小20亿年。
这颗恒星已经没有多少能量提供其自转了,它的自转周期比太阳慢五倍。
直到上个世纪七十年代,天文学家才系统研究这个恒星系统,发现它正在以每秒140公里的速度靠近太阳。下图为天文学家的观测数据
这颗恒星携带了一颗超级地球,科学家根据这颗恒星的现有距地位置和运动速度,再去除宇宙膨胀速率的影响。发现它将在7000年后最接近地球,大约我们大约3.75光年。那么这颗超级地球距离我们也不会太远了。到时候,距离太阳最近的恒星不再是比邻星,而是巴纳德星
7000年后,大约是9018年,到时候人类早已有星际旅行的能力。甚至可以掌握穿越虫洞的技术。
退一万步讲,即便我们没有攻克虫洞技术。扔可以依靠普通的宇宙飞船登陆到这颗超级地球,并没有太大问题。
到时候可控核聚变技术掌握了,人体寿命也在基因改造下大大提高。再加上人体冷冻技术。到达这颗超级地球也就是几十年的时间。我们完全有能力移民到这颗超级地球上,并改造它。
天文学家甚至在80年代提出疯狂的计划,也叫代达罗斯计划,打算利用可自我复制的太空飞船在木星轨道组装和发射,50年内抵达巴纳德星,并在其轨道上复制更多的飞船。以供千年之后人类登陆它而做准备!
但很遗憾,巴纳德星的质量仅为太阳的1/7,这也导致它的亮度很沉暗。即便移民到超级地球上,它的母星也不会为我们提供多少的热量和光照,那就需要我们用可控核聚变供能,并模拟太阳光供植物光合作用!
到那时,人类还是很有可能登陆到超级地球上的。不过这时间的确是太长了。就相当从新石器时代到现在。
我们的地球是太阳系中的一颗类地行星,也是太阳系中唯一的宜居星球,这也迫使科学家们将寻找宜居星球的目光瞄向太阳系之外,迄今为止,科学家们已经发现了数百颗与地球相似的类地星球,但关于是否宜居的情况,目前还大多不明。
就这距离太阳系大约6光年远的地方,有一颗红矮星巴纳德星,它的质量仅有太阳的15~18%左右,除了南门二三星之外,它是距离我们太阳系最近的恒星,但是由于它发出了光,太暗淡了,虽然它距离我们很近,但是我们却无法用眼睛直接看到它。
巴纳德星是夜空中已知自行最快的恒星,它的径向运动朝着太阳接近,速度达到了140公里/秒,即50万公里/小时,也就是说他会越来也靠近我们太阳系,8000年之后,它与我们的距离只有3.75光年。下图是巴纳德星在20年中在天幕上行走的轨迹。
去年11月份,科学家们发现了它附近的一颗行星——巴纳德星b,这颗行星的质量大约相当于地球的3.23倍,它围绕着巴纳德星旋转,只需要11个小时它就能运行一周,也就是说这个星球上的一年只有11个小时,同时由于它已经被巴纳德星潮汐锁定,所以他只能以一面向着巴纳德星,这样就等于这颗行星自转一周的时间与公转一周的时间相同,就像月球围绕地球旋转一样,因此这个行星上一天的时间也等于一年的时间。
这个星球虽然比地球还大,但是与巴纳德星的距离却非常近,平均只有0.4的天文单位,也就是说它与巴纳德星的距离平均不到6000万公里,这个距离如果放到太阳系中,那么巴纳德星b上将会非常炎热,但是由于巴纳德星是个红矮星,发出的光和热远小于太阳,表面温度不足3000摄氏度,它的宜居带只在800到2000万公里之间,因此巴纳德星b被认为距离主星太远了,所以是一颗冰冻星球,它的表面温度应该在零下150摄氏度以上。
很显然,巴纳德星b并不宜居,不仅是它的表面温度很低,也是因为它会受到巴纳德星强烈的恒星风的影响,由于结构不同,这种红矮星的恒星风要比太阳的恒星风强烈1万倍,他会将巴纳德星b上的大气层吹跑一大部分,所以这颗行星上很难有稳定的环境产生生态和生命运作系统。目前这颗行星也跟随着主星巴纳德星以每秒钟140公里的速度飞奔,正在靠向我们太阳系,不过并不会相交。
要回答这个问题,首先我们要了解一下这种所谓的“超级地球”有多少。
我轻轻的告诉你,在广袤的宇宙中,这种超级地球有无数颗!
为什么这么说呢?这是因为宇宙中恒星的形成机制都差不多,都起源于星子云,都是星云的凝聚和收缩形成的恒星吸积盘,中心压力和高温引发了氢核聚变,恒星就生成了。恒星会吸取这个吸积盘中绝大部分质量,也会剩下一点点渣滓,就会形成行星,一个恒星系统就这样生成了。
可以说所有的恒星几乎都会有行星相伴,而且绝大绝大部分不会只有一颗。银河系有2000亿~4000亿颗恒星,有多少行星?宇宙中有上万亿乃至10万亿个星系,每个星系都有千亿乃至万亿颗恒星,你能算出有多少恒星吗?恒星都算不出来,还能够知道有多少行星吗?
所谓的超级地球,就是类地行星,就是像地球这样有着坚硬外壳,可能在所谓宜居带的行星。这在每个恒星中都可能存在,距离我们最近的比邻星存在,距离我们第二近的巴纳德星也存在,现在宇宙中已经发现了几千颗太阳系外行星,其中上千颗所谓的类地行星,宜居带行星也有几百颗。
所谓蛇夫座距离6光年得超级地球,就是巴纳德b星。所以我们神秘兮兮的把这颗巴纳德b星拿出来说事,实在有些小题大做。
巴纳德星是距离我们地球第二近的太阳系外恒星,第一近的是比邻星,发现了一颗宜居带行星,现在第二近的巴纳德星又发现了一颗宜居带行星,因此可以说,行星的这种状态是很普遍的,只不过是人类现在的观测和探查手段还很弱,难以探测清楚罢了。
每个天体都在运行,我们地球以每秒460米的速度自转,以每秒30公里的线速度围绕着太阳公转,太阳则以每秒250公里的速度围绕着银河系中心公转,转一圈需要2.5亿年。
这颗巴纳德星也在运行,每秒运行速度100多公里,实际上还没有太阳线速度快。但这个速度是向太阳相对运行的速度,因此就会越来越靠近太阳,就有人惊呼了。7700年后,会从现在距离太阳约6光年,到距离太阳3.75光年的位置,随后又会渐渐远离太阳。
恒星在星系里运行一般都有规律性,也有个别不太讲规律的,其实这也没有什么好奇怪的。
距离我们最近的恒星比邻星也在向我们移动,只不过移动得没有巴纳德星快而已,所以即使在7700年后巴纳德星最靠近我们时,还是没有超过比邻星,那时候距离我们最近的还是比邻星。
不管是巴纳德星b还是比邻星b,都号称是“超级地球”,其实比邻星b比巴纳德b更接近地球,它只有地球质量的1.27倍,直径是地球的1.1倍,表面温度为-39度。
而巴纳德星b则有地球质量的3倍多,表面温度在-150度以下。因此无论从哪个方面看,巴纳德星b都不如比邻星b更宜居。
比邻星和巴纳德星都是红矮星,这种恒星在银河系乃至宇宙占有绝大多数(约80%以上)。红矮星由于很小,比邻星只有太阳质量的八分之一,巴纳德星只有太阳质量的七分之一,因此它们的表面温度和亮度都较低,比如巴纳德星的亮度只有太阳的0.0035倍,因此所谓宜居带就很近。
在太阳系,宜居带约1.4亿~2.1亿公里之间,我们地球距离太阳1.5亿公里,正好在温度适宜的宜居带。比邻星b距离比邻星才700万公里,巴纳德b也远不了多少。这种距离对于生命和文明的孕育并不乐观。
红矮星不像黄矮星有一个辐射层,而是从内核到外表直接的对流燃烧,因此表面活动就比太阳还要剧烈的多,爆发的耀斑比太阳强大10000倍,加上恒星巨大引力潮汐力影响,靠得很近的所谓宜居带行星生命和文明就很难孕育。有学者认为,当红矮星生命的中后期,内部活动平缓些,这些地方才可能会成为生命的摇篮。
不过这颗巴纳德星年龄比太阳老很多,已经100亿岁左右了。但红矮星,尤其这么小的红矮星寿命是很长的,至少几百亿年上千亿年,所以现在是不是到了生命的摇篮期我们并不知道。
除此之外,巴纳德星很早就发现还有至少2颗距离在4个天文单位以外的行星,是类似木星土星的气态行星。那里当然更不适合人类生存。
但不管怎样,在目前状态下,太阳系随便一个有水的星球,包括一些卫星都要比那里的环境好,何况凭着人类现在的航天技术,要移居到那里去只能是痴人说梦,完全没有一点谱。
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别说移居了,以目前人类可以来看,就算是仅仅发射飞行器到那里也不现实!
目前人类发射的探测器飞离地球最远的就是旅行者一号,它已经飞行了41年,但要想飞出太阳系之前需要上万年的时间,而太阳系半径仅仅1光年(估计数值,也可能比这个数字大)!
同时,超级地球以50万公里时速奔向地球,并不代表它会一直向地球飞行,宇宙天体都在运动,这颗超级地球会有一个距离地球最近的近地点,然后就开始远离地球!
所以,对于目前的人类来说,移居外太阳系的任何星球都是痴人说梦,更实际的还是距离我们相对很近的火星,毕竟火星与地球的距离是我们移民的一个很重要的因素!即使是火星,一来一回也将近2年的时间!
由此可见,速度是制约人类星际旅行的最大难题,而速度的关键是动力推动系统,而传统的化学燃料利用率和动力都非常有效,不彻底放弃化学燃料,人类就不可能进行星际旅行和星际移民,而可控核聚变是最基本也是最低的要求!
新发现得超级地球,距离我们只有11光年,人类可以移居太空了?
就算发现了其它可以生存的星球,按现在的情况,不知道要多久才能走出去,除非真能做到全球合作,集中精力发展科学技术,现在就一个5G技术,M国都要阻挠,更别说是航天科技了。
到此,以上就是小编对于科学家发现超级地球的问题就介绍到这了,希望介绍关于科学家发现超级地球的4点解答对大家有用。
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