1214)每38小时才升起一次。
更惊人的是它的“体重”与“身材”不匹配:直径是地球的2.7倍,质量却只有6.5倍,平均密度只有地球的1\/3(地球密度5.5克\/立方厘米,它是1.8克)。这是什么概念?水的密度是1克\/立方厘米,木星的密度是1.3克\/立方厘米——GJ 1214 b的密度比木星还小,像个“充了气的”。天文学家立刻想到:它可能不是岩石行星,而是由轻元素组成的“气体球”,或者……全是水?
三、大气的“面纱”:哈勃望远镜的“嗅觉”
发现行星只是开始,真正让GJ 1214 b成为“明星”的,是它的神秘大气。2010年,哈勃太空望远镜对准这对伙伴,试图捕捉行星凌日时恒星光穿过大气的瞬间——就像阳光穿过地球大气时,蓝光被散射形成蓝天,行星大气中的元素也会吸收特定颜色的光,在光谱上留下“指纹”。
结果让所有人陷入困惑:光谱曲线异常“平坦”,几乎没有任何明显的吸收线。正常情况下,如果大气中有钠、钾等元素,会在光谱上形成尖峰;如果是氢氦为主的气体,也会有特征线条。但GJ 1214 b的光谱像被熨斗烫平了一样,光滑得找不到“指纹”。团队反复检查数据,确认不是仪器故障后,得出一个大胆结论:它的大气太浓厚了!
浓厚到什么程度?想象一下,你在一间充满浓雾的房间里看灯,灯光会变得朦胧,看不到灯泡的细节——GJ 1214 b的大气就像这团浓雾,厚达数百公里,把底层的信息全“遮住”了。天文学家提出了两种可能的“面纱”:
第一种假说:“水世界”。如果GJ 1214 b是一颗全球被海洋覆盖的星球,海洋深度可能达1克)之间,最符合“水世界”的特征——如果它由水构成,加上少量岩石核,密度刚好能对上。其次是温度:根据恒星光照和行星反射率计算,表面温度约200c(水在高压下会是液态或超临界流体)。
这个温度很关键。200c的水不会像地球那样沸腾(因为行星大气压可能是地球的100倍以上),而是处于“热液”状态,像高压锅里的汤。天文学家推测,GJ 1214 b可能拥有“分层海洋”:表层是高温蒸汽(大气的一部分),往下是液态水海洋(含盐分和矿物质),底部是高压冰(水在万倍大气压下会变成冰,像石英一样硬)。这种“冰下海洋”在太阳系里也有(比如木卫二),但GJ 1214 b是全球性的,像个被海洋包裹的“水球”。
更神奇的是它的“温室效应”。如果大气主要是水蒸气,强烈的温室效应会让表面温度升高,进一步维持水的气态-液态循环。李默团队用计算机模拟了这个系统:恒星的红外辐射被水蒸气吸收,热量无法散发,导致海洋表面保持液态,而高空的蒸汽形成云层,反射部分星光——这种“自我调节”让星球温度稳定在200c左右,像一个天然的“恒温浴缸”。
五、争议与猜想:是海洋还是“蒸汽地狱”?
“水世界”假说虽然迷人,却面临一个致命问题:GJ 1214 b离恒星太近(200万公里),恒星的潮汐力会不会把它“烤干”?红矮星虽然温度低,但近距离照射下,行星大气会被加热到极致。2014年,斯皮策太空望远镜(擅长红外观测)发现,行星的反照率(反射星光的能力)极低,只有10%(地球是30%)——这说明它可能没有明显云层,或者表面被深色物质覆盖。
如果真是“水世界”,200c的海洋表面应该会有白色水蒸气云(类似地球的积云),反照率不会这么低。于是另一种猜想浮出水面:“蒸汽星球”。即行星大气以氢氦为主,夹杂大量水蒸气,但没有液态海洋——所有水都以气态存在,像一团高温高压的“湿空气”。这种情况下,大气雾霾会更浓厚,反照率更低,符合观测结果。
两种假说的争论持续了十年。2020年,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JwSt)传回新数据:在红外
温馨提示:亲爱的读者,为了避免丢失和转马,请勿依赖搜索访问,建议你收藏【BB书屋网】 m.bbwwljj.com。我们将持续为您更新!
请勿开启浏览器阅读模式,可能将导致章节内容缺失及无法阅读下一章。