寻找外星生命的一大步:与我们截然不同的新外星行星

Hycean星球

天文学家已经发现了一类新的宜居行星,被称为“Hycean”行星,这是一种热的、被海洋覆盖、大气中富含氢气的行星,这可能代表着在其他地方寻找生命的研究向前迈进了一大步。来源:阿曼达·史密斯,剑桥大学

一个新的阶级太阳系外行星天文学家已经发现了与我们的地球截然不同但可能支持生命的行星,这将大大加快寻找太阳系外生命的速度。

在寻找其他星球生命的过程中,天文学家们一直在寻找与地球大小、质量、温度和大气成分相似的行星。然而,来自剑桥大学的天文学家认为,宇宙中还有更多的可能性。

研究人员已经发现了一类新的宜居行星,被称为“Hycean”行星,这是一种热的、被海洋覆盖、大气中富含氢气的行星,它们比类地行星数量更多,也更可观测。

研究人员称,他们的研究结果发表在《天体物理学杂志》上这意味着在未来两三年内找到太阳系外生命的生物特征是很有可能的。

“Hycean行星为我们在其他地方寻找生命开辟了一条全新的道路,”剑桥大学天文学研究所(Cambridge 's Institute of Astronomy)的Nikku Madhusudhan博士说,他领导了这项研究。

研究人员确定的许多主要叙事候选人比地球更大,更热,但仍然具有举办大型海洋的特点,这些大海可以支持与地球最极端的水生环境中的一些相似的微生物生活。

与类地行星相比,这些行星还允许更广阔的宜居带,或“适居带”。这意味着,即使它们位于类似地球的行星适宜居住所需的范围之外,它们仍然可以维持生命。

自近30年前第一颗系外行星被发现以来,我们已经发现了太阳系外的数千颗行星。绝大多数是大小在地球和海王星通常被称为“超级地球”或“迷你海王星”:它们可能主要是岩石或冰巨星,大气中富含氢气,或介于两者之间。

大多数迷你海王星的大小超过地球的1.6倍:比海王星小,但太大了,不像地球那样有岩石内部。对这类行星的早期研究发现,它们富含氢的大气层下的压力和温度过高,无法维持生命。

然而,Madhusudhan的团队最近对小型海王星K2-18b的研究发现,在某些条件下,这些行星可能支持生命。这一结果导致了一项详细的调查,以全面的行星和恒星的性质,这些条件是可能的,已知的系外行星可能满足这些条件,以及它们的生物特征是否可以观察到。

调查领导了研究人员,识别新一类行星,杂乱行星,富含氢气的大型海洋的大规模海洋海洋。夹层行星比地球大的高达2.6倍,大气温度高达近200度摄氏但它们的海洋环境可能与地球海洋中有利于微生物生存的环境相似。这类行星还包括潮汐锁定的“黑暗”Hycean行星,它们可能只有在永久的夜侧才有适宜居住的条件,以及从其恒星接收很少辐射的“寒冷”Hycean行星。

这种大小的行星在已知的系外行星中占主导地位,尽管它们还没有像超级地球那样被详细研究过。海洋星球很可能很常见,这意味着银河系其他地方最有希望寻找生命的地方可能就藏在肉眼可见的地方。

然而,仅靠大小还不足以确定一颗行星是否属于Hycean:需要从质量、温度和大气特性等方面进行确认。

When trying to determine what the conditions are like on a planet many light-years away, astronomers first need to determine whether the planet lies in the habitable zone of its star, and then look for molecular signatures to infer the planet’s atmospheric and internal structure, which govern the surface conditions, presence of oceans and potential for life.

天文学家也在寻找某些可能预示生命存在的生物特征。最常见的是氧气、臭氧、甲烷和一氧化二氮这些都在地球上存在。还有一些其他的生物标记物,比如氯甲烷和二甲基硫化物,它们在地球上含量较少,但在氧气或臭氧含量可能不那么丰富的富氢大气行星上,它们可能是有希望的生命迹象。

Madhusudhan说:“基本上,当我们一直在寻找这些不同的分子特征时,我们一直在关注与地球相似的行星,这是一个合理的起点。”“但我们认为,Hycean行星提供了更好的机会,以发现几个微量生物特征。”

同样来自剑桥的合著者Anjali Piette说。

Madhusudhan和他的团队发现,在不久的将来,光谱观测将很容易检测到一些预计会出现在Hycean大气中的陆地生物标记物。海王星的体积更大,温度更高,大气中富含氢气,这使得它们的大气特征比类地行星更容易被探测到。

剑桥大学的研究小组确定了一个相当大的潜在海洋世界样本,它们是下一代望远镜详细研究的首选对象,例如詹姆斯韦伯太空望远镜JWST将于今年晚些时候推出。这些行星都围绕红矮星运行,距离在35-150光年之间:以天文标准衡量,距离很近。计划中的JWST观测最有希望的候选分子K2-18b,可能导致一个或多个生物特征分子的检测。

Madhusudhan说:“一次生物特征探测将改变我们对宇宙生命的理解。”“我们需要对我们期望在哪里发现生命以及生命可能采取的形式持开放态度,因为大自然继续以难以想象的方式给我们带来惊喜。”

参考文献:《Hycean世界的可居住性和生物特征》,2021年8月25日,《天体物理学杂志》上
1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / abfd9c

1评论《寻找外星生命的一大步:与我们截然不同的新外星行星》

  1. 一个问题:Hycean这个词的起源是什么?

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