有大气层的系外“地球”
巨蟹座55e,一颗“超级地球”,其质量为地球的8倍,半径为地球的2倍。它和母恒星的距离,只有地球到太阳距离的1/65,因此表面的温度极高,可能拥有覆盖整个表面的岩浆海洋。尽管这样的环境不适宜生命存在,但科学家可以从中了解一些有关地球早期历史的信息,因为它和地球—样都是岩石行星。
历史上,巨蟹座55e的身份经历了多次转变。它最初被认为是气态巨行星的核心,后来科学家通过凌星观测确认了其为岩石行星。随着研究的深入,科学家开始推测巨蟹座55e可能拥有一个由氢和氦组成的原始大气层,但最新的观测数据否定了这一推测。
在这次观测中,立功的是一部空间望远镜——詹姆斯·韦布。它的红外光谱仪能够捕捉到行星大气中气体分子吸收恒星辐射时产生的特征光谱。最近针对巨蟹座55e的光谱数据表明,有一个富含一氧化碳和二氧化碳的挥发性大气层包裹着巨蟹座55e,而且这个大气层还是次生大气层。
地球
半径:约6370千米
平均温度:约15℃
与母恒星相距:约15000万千米
公转周期:约365.25天
巨蟹座55e
半径:约为地球半径的2倍
平均温度:朝向恒星的一面高于
1700℃
与母恒星相距:约为1/65日地距离
公转周期:约18小时
所谓“次生大气”,是相对于原始大气来说的。当一个行星刚出生时,它贪婪地通过引力吸引周围的物质,从而形成大气,科学家把它称为原始大气,其成分主要是氢气和氦气。但氢气和氦气这两种气体对于很多类似于地球的岩石行星来说太轻了,自身的引力可能抓不住它们,于是这些轻飘飘的氢气和氦气就溜之大吉,逃回了广阔无垠的宇宙空间。

那么,抓不住原始大气的岩石行星要靠什么获得大气层呢?别担心,接下来登场的,就是我们亲切的“次生大气”。这可是个重量级的角色。,它不是从外面“捡”来的,而是岩石行星自己“肚子”里的宝贝。例如火山爆发时,那些藏在地球深处的气体被喷了出来,它们主要含“重”一些的元素,比如碳、氧等,因此比原始大气重得多,不容易飞走,就这样慢慢积累在岩石行星表面,变成了次生大气。
对巨蟹座55e大气层的研究为我们提供了理解地球历史的新视角。通过比较不同行星的大气层,我们可以更深入地探索行星形成和演化的规律,这对于未来寻找宜居行星和理解生命起源具有深远的影响。