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開普勒望遠鏡發現系外水世界
根據最新研究﹐兩顆由退役的NASA「開普勒」太空望遠鏡發現的行星也許多半由水構成。這兩顆系外行星被稱為開普勒-138c和開普勒-138D﹐它們位於天琴座﹐圍繞著一顆距地球218光年的恆星旋轉。2014年來源於開普勒太空望遠鏡的資料激發了科學家們的興趣。他們決定利用哈勃太空望遠鏡和現已退役的NASA斯皮策太空望遠鏡再次探訪這兩顆行星﹐希望能夠更加瞭解這些遙遠的世界和它們的構成。令人驚訝的是它們大半是水。
「我們曾經以為﹐這兩個比地球略大一點的行星是由金屬與岩石構成的大球﹐就像放大版的地球那樣﹐這也就是為什麼我們把它們叫做『超級地球』。」比約恩·本尼克﹐來自加拿大蒙特利爾大學的行星天體物理學家﹐與該研究的一位共同作者在一份聲明中說道。
「然而﹐現在我們發現開普勒138C和D這兩顆行星非常地不同﹕構成它們體積的物質﹐可能有很大一部分是水。」他說﹐「這是我們第一次觀測到可以被確認為『水世界』﹐一種長久以來被天文學家們假設存在的行星類型的系外行星。」。
天文學家們仍然不能確定這些行星是否真的富含水資源﹐他們仍然沒有直接在那些世界上探測到水分的存在。然而﹐研究人員們可以計算出每個行星的密度。它們的體積大約是地球的三倍﹐質量卻只有地球的兩倍﹐這意味著它們的密度比我們的星球要低很多。
兩個星球之間極其相似已經是一個令人驚訝的訊息。科學家們曾經預計它們會非常不同﹐較低的密度顯示﹐這兩顆星球都有至少一半是由某種比構成氣態巨行星的氫和氦更重﹐卻比科學家們曾經預計到會發現的岩石更輕的材料構成水或許是一種可能。
研究人員們認為﹐這兩顆行星或許與外太陽系的冰衛星有些許相似﹐冰封的外殼下隱藏著液態水的海洋﹐包裹著岩石質的核心。然而開普勒發現的這兩顆行星將會比這些衛星炎熱得多﹐只能發現極少的冰。「想像一下放大版的歐羅巴或者恩克拉多思﹐環繞木星和土星運行的富含水源的衛星﹐然而離它們的恆星要近得多。」卡羅林·皮奧萊特﹐來自蒙特利爾大學的博士生﹐同時也是這項新研究的領銜作者﹐在聲明中說道﹐「在開普勒-138c和開普勒138D的大氣層中﹐溫度很可能超過水的沸點﹐因此我們預計它們將會有厚重的水蒸氣為主的大氣。」。
在這些水蒸氣之下﹐科學家們認為那裡也許會有液態水﹐甚至有可能是高溫與重壓之下﹐如同氣體那樣流動的液體水﹐這種狀態被稱為超臨界液態。這兩個奇異的星球並不是研究者們在哈勃和斯皮策的觀測資料裡發現的唯一驚喜。最初﹐天文學家們利用開普勒的觀測結果找到了三顆行星﹐這一成果發表於2014年。本尼克對最外面的那顆星球開普勒-138D尤其感興趣並強調了哈勃與斯皮策在2014年到2016年之間的觀測結果。
這些資料指出了第四個行星的存在﹐它將會被稱為開普勒-138E。那將是一個每38天繞恆星運行一次的小小世界﹐它與恆星的距離足以允許液態水在表面上存在﹐這名科學家說。(開普勒-138B 和C 的軌道週期分別是10天和14天。)與此同時額外的觀測表明最內側的行星開普勒-138B﹐體積與火星相當﹐這將使它成為科學家們發現並記錄的超過5000顆系外行星中最小的成員之一。
研究人員們希望﹐開普勒-138們不會是最後一個帶來此類謎題的行星。「當我們的設備與技術足夠靈敏﹐足以發現並研究距離它們的恆星更加遙遠的星球﹐我們也許會找到更多類似開普勒-138C和D的水世界。」本尼克說道。
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