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太陽系附近的“超級地球”(組圖)
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作者:
qqonqq
時間:
2015-4-3 08:28 AM
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太陽系附近的“超級地球”(組圖)
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“超級地球”圍繞恆星公轉的模擬圖
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我們傳統觀念上理解的太陽系恆星系統的組成可以分為兩個大類：第一個是氣態行星類。比如木星、土星、海王星和天王星等；另一個是岩質行星類，如我們的地球、火星和金星等由岩石構成。然而，我們進一步將視野放寬到宇宙空間中去，就會發現我們的太陽系似乎還相當獨特，因為除了這兩類行星之外不存在其他類型的行星，而我們太陽系中沒有的，並不意味著在其他恆星系統中就沒有。目前，天文學家已經發現了超過30個被稱為“超級地球”的新的行星類別。
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據美國宇航局天體生物學研究所夏威夷大學分部科學家納德（Nader Haghighipour）介紹“超級地球”其實是一種介於地球和天王星之間級別的行星，目前在宇宙空間的一些天區的特殊地方被發現到。在體積上，超級地球比典型的類地行星要大，還具有與地球相似的物理和其他動力學特性，所以也相對容易被探測到。
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而在太陽系附近發現的超級地球，就為人類未來星際旅行乃至遙遠的將來進行太陽系外行星定居點的開拓提供了一個非常好的選擇對象。這類行星也同樣具有一個活躍的核心結構，並能保持住一定的大氣環境，而如果這類行星被探測到位於恆星周圍的可居住帶上，那將引起天文學家的高度關注。
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但是，有一點需要注意，一顆行星的可居住性是被定義為基於支持生命的基礎上，而目前，地球是唯一一顆可居住的星球，所以我們僅僅能根據地球上生命的支持條件來反推一個星球的軌道和其他物理動力學特性是否具有這樣一個水平。目前只能說，只有具有地球這樣的屬性的星球，才能具備維持和發展如人類的智慧生命生活的條件。
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如果一顆星球被定義成“超級地球”，那這顆星球就有著較大的發展前景，因為具備了許多類似地球的特徵。這些特徵主要存在三個方面：行星的組成、版塊構造的體現、行星磁場的存在。對於一個能維持生命的行星而言，液態水是一個高度且是優先事項，而如果確定這個事項呢？就要考察這顆行星的質量和軌道半徑。
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2010年觀測到的HR 8799行星系統的影像數據
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上圖所示的是HR 8799行星系統，中央恆星距離太陽大約128光年左右，具有1.5倍的太陽質量。整個系統到目前為止發現了四顆行星。較早發現的HR 8799b、c、d三顆行星軌道半徑為24、38、68AU（AU為天文單位），第四顆HR 8799e行星是具有7倍木星質量的巨型氣體行星。通過對凱克II望遠鏡紅外自適光學系統輔助觀測下，科學家可以檢測這些系外行星的大氣屬性。
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有兩個“超級地球”被天文學家列為重點觀察對象：CoRoT-7b和GJ 1214b。這兩個與眾不同的行星給了我們非常大的想像空間，對他們的研究可以幫助我們了解這些行星的組成。版塊構造在天體物理學家眼中是一個非常關鍵的角色，因為版塊活動體現了行星核內部的活躍狀態，同時也是地球物理演變的關鍵因素。
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另外，行星磁場的存在則是被認為是能保護行星上生命的重要屏障，致命的宇宙射線不僅對地球上的生命構成威脅，同樣也會對可能存在的外星生物構成威脅。
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而“超級地球”是否存在以及何如何存在磁場是一個非常值得研究的課題。在一般情況下，一顆行星具有的磁場環境與這顆行星的核心運動有關。就像地球的磁場一樣，是由於地球核中流動的液態金屬所引發的，即鐵和鎳的對流產生的環球性的電流，進而產生地球磁場。
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還有一項與生命至關重要的就是行星大氣，具有大氣結構的行星具備保護其上生存的生命，並且能保證生命的維持和發展。大氣環境也可以保持行星上的分子不快速逃逸到宇宙空間中去，這同樣也是衡量一顆行星具備生命發展條件的重要因素。
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科學家估計，在低質量恆星周圍所存在“超級地球”可能也會具有穩定的軌道環境，如果觀測發現其具有較大的樣本基數，那麼在可居住帶上發現超級地球的可能性也是會增加。而上文中提到的天文學家非常感興趣的“超級地球” GL 581 g通過光譜分析發現，其具有大氣環流的特徵，科學家下一步將確定其大氣物理和成分的特徵，希望能發現更多具備支持生命的環境元素。
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