天文学家在40光年外发现与地球大小相当的潜在宜居行星Gliese 12b

两个国际天文学家小组发现一颗距离地球40光年远的类地行星,可能是一个很有前景的宜居候选行星。这颗系外行星被称为Gliese 12b，体积比地球略小，如果没有大气层,其估计表面温度为107华氏度，大约42摄氏度。Gliese 12b位于宜居带的内侧 - 这是指从恒星算起,液态水可以存在于轨道行星表面的距离。

天文学家现在计划进一步分析Gliese 12b,以确定它是否拥有类地大气,这可以揭示这颗系外行星是否能维持水在表面形成的合适温度 - 这是维持生命的基本物质。

Gliese 12b被标记为"迄今已知最近的、经过视向凌日、温和的地球大小世界",是美国宇航局95亿美元詹姆斯·韦伯太空望远镜未来探测的候选目标。

一个国际天文学家团队使用美国宇航局的"过境系外行星巡天卫星"(TESS)确定了Gliese 12b的位置。

这些发现通常是使用"过境法"得到的 - 当行星横穿它的恒星时,会导致恒星亮度下降。天文学家可以通过这个“掩星”现象探测到系外行星。

在系外行星过境期间,来自恒星的光线穿过它的大气层,吸收某些波长,释放出可由像詹姆斯·韦伯这样的望远镜检测到的气体分子。

研究团队发现,Gliese 12b的轨道比地球更紧凑,意味着它更频繁地横穿其名为格列福12的冷红矮星,完成一个公转轨道周期只需要12.8天。

““Gliese 12b”代表了研究围绕冷星轨道的地球大小行星是否能保持其大气层的最佳目标之一,这是我们深入理解整个银河系上行星宜居性的关键一步,"澳大利亚南昆士兰大学天体物理学中心的博士生希希尔·多拉基亚说。

虽然红矮星辐射的能量较少，但这颗系外行星距离其矮星只有地球到太阳距离的7%,因此估计其能获得相比地球1.6倍的更多能量。

然而,Gliese 12b的宜居条件取决于它是否具有与地球相同类型的大气,这将使其温度接近我们星球上发现的59华氏度,也即15摄氏度的平均温度。

“大气层会阻挡热量,并且-取决于类型-可以大幅改变实际行星表面温度,"多拉基亚解释说。

“我们引用的是这颗行星的'平衡温度',这是指如果它没有大气层的话它会达到的温度。"

研究团队将Gliese 12b与金星体积进行了比较,报告它的大小大致相同,从恒星获得的能量略低约85%。

但由于金星的大气层过于浓厚，其阻挡了太阳的辐射传回到太空中,发展出了温室效应,达到了752华氏度,也即400摄氏度的地表温度。

“地球对于人类是宜居的,但金星不是,因为它完全失去了液态的水,"爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生拉丽莎·帕雷索普说。

“因为Gliese 12b的温度可能介于地球和金星之间,它的大气层可以为我们揭示行星在发展过程中所采取的宜居进程。"

了解这颗系外行星是否可能宜居的一个重要因素是观察其恒星发出的辐射风暴水平。

通常,红矮星都具有强大的磁活性,会产生频繁的X射线耀斑,可能破坏行星的大气层。

不过,研究团队对此持乐观态度,因为目前格列福12恒星并未表现出任何极端风暴或行为的迹象。

天文学家已经发现了大约5000颗这样的行星,但估计银河系中可能超过1万亿颗系外行星 - 到目前为止,只有少数被认为具备维持生命所需的环境。

“我们只知道少数几个与地球类似的温和行星,它们既足够接近我们,又符合这种研究所需的其他标准,"NASA goddard航天飞行中心的研究天体物理学家迈克尔·麦克尔文说,他也是Gliese 12b研究的合著者。

“为了更好地理解这些行星大气层的多样性以及它们的演化结果,我们需要更多像Gliese 12b这样的例子,"他补充说。