外星人藏在眼皮底下？科学家：新型行星表面覆盖海洋，可孕育生命

深宫鲍 · 发表于院校交流 2022-12-19 05:52:16

外星人，如果它们存在的话，很可能居住在像我们这样的岩石行星上。但新的研究提出了一种全新的宜居世界——一个与地球几乎不相似的世界。

地球是我们拥有的关于宜居世界的唯一功能模型，因此天体生物学家希望在类似岩石的地球系外行星上找到外星人的证据是有道理的。事实上，我们星球的大小、它的化学成分、温度以及它在太阳系中的位置使它对生命友好，至少是我们所知的生命。

但正如发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究表明的那样，没有发现外星人的一个原因可能是我们一直限制自己观察与地球过于相似的行星，而忽视了一种富含氢的大气层下拥有巨大的液态水海洋的系外行星——“Hycean（海斯）”新型行星，可以承载我们所知道的生命。

迷你海王星——K2-18b

迄今为止，已经在更广阔的银河系中发现并确认了近4500颗系外行星。来自开普勒行星搜寻太空望远镜的数据表明，最常见的系外行星类型是我们在太阳系中甚至没有的——迷你海王星，其半径约为地球半径的1.6到4倍。

显然，它们比我们的冰巨星海王星小，但高于岩石行星和气态行星之间的门槛。这种大小和成分导致了富含氢的厚大气层，如海王星，可能还有其下方的液态海洋。

而先前的研究表明，这些星球上的压力太大，无法维持我们所知道的生命。但去年，英国剑桥天文学研究所天文学家尼库马杜苏丹（Nikku Madhusudhan）团队在研究一颗名为K2-18b的系外行星时，开始怀疑可以扩展宜居系外行星的定义，该系外行星围绕一颗距地球124光年的红矮星运行。在观察这颗质量介于地球和海王星之间的行星时，Madhusudhan意识到这样的行星可能能够将液态水维持在比地球更高的温度下。

通常当科学家计算系外行星的宜居性时，他们不会考虑温度高于395开尔文或251华氏度的行星，毕竟整个海洋就会蒸发。大多数天文学家认为它太大而无法像地球一样拥有岩石内部，因此不太可能容纳任何种类的生命。人们还认为，这颗行星的表面温度和表面压力都太高，无法维持生命。

但在某些条件下，K2-18b 和类似的行星可以支持生命存在，特别是因为它们可能拥有其他生物标志物分子，如氯甲烷和二甲硫醚。

Hycean行星——地球和海王星的结合体

在K2-18b的基础上，Madhusudhan团队扩展了恒星周围“宜居带”的新定义，或者它的行星可以容纳生命的地方。

由此，一种全新的行星，被称为“Hycean（海斯）”新型行星，同样可能适合生命居住。这种类型的行星在我们的太阳系中并不存在，但实际上它们在银河系中非常丰富，至少在已发现的4000多颗系外行星里占大多数。如果地球和海王星有一个‘孩子’，它们基本上就是你所期望的：

I.比地球大2.6倍，质量可达地球的10倍；

II.大气温度高达近200摄氏度；

III.成为有利于地球海洋中微生物生存的海洋世界；

IV.被潮汐锁定，有一个炎热的白天和一个永远黑暗的夜晚。

Madhusudhan团队认为，Hycean行星可以存在于各种各样的恒星类型周围。潮汐锁定的 Hycean 系外行星有可能适合居住，即使一侧从未面对它的宿主恒星（研究人员将这些系外行星称为 Dark Hycean，听起来很科幻）。就这些系外行星而言，它们具有产生和维持微生物生命所需的化学特性——有大量的水、辐射和大气中的基本分子。

同时Hycean 海洋中可能存在生命的深度取决于特定的表面条件，但研究人员怀疑，在某些情况下，生命可能存在于比地球海底更深的地方。这种生命，如果存在的话，本质上很可能是微生物。不过在这种奇异的环境中是否可以进化出更复杂的生命，这是一个“悬而未决的问题”。

新论文将引起很多天体生物学家的兴趣，因为Hycean 行星在银河系中非常普遍，这意味着可居住的系外行星可能比以前想象的要多得多。团队还提供了一份科学家在观察这些系外行星时应该寻找的微量生物特征清单，包括氧气、臭氧、甲烷和一氧化二氮，以及不常见的气体，如氯甲烷和二甲硫醚，它们并不代表生命存在在地球上，但可能是Hycean 行星上生命的信号。

而在调查哪些其他已知系外行星可能拥有与 K2-18b 相似的条件和特性时，团队确定了11个围绕附近恒星（都是红矮星）运行的“Hycean”系外行星的候选名单，团队希望未来詹姆斯韦伯太空望远镜升空后能更详细观测。

事实上，论文提出的假设很酷的一点是它是可测试的。如果对 Hycean 行星的光谱扫描结果为零，这可能表明这些系外行星是死的、荒凉的世界。但如果这些生物特征出现在我们的观察中，那将是一个完全不同的故事，也是一个诱人的结果。

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