系外行星可能有氧气大气,但没有生命。系外行星可能有氧气大气,但没有生命的“烟波”将在未来几十年内影响数百万人

这颗遥远的行星GJ 1132b去年被发现时引起了天文学家的兴趣。它距离地球只有39光年,尽管被烘烤到450华氏度左右,但它可能有大气层。但是那种气氛是浓稠的,还是稀薄的,稀薄的呢?新的研究表明,后者的可能性更大。

哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的天文学家劳拉·谢弗(Laura Schaefer)和她的同事们在一篇即将发表在《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)上的新论文中研究了这样一个问题:如果GJ 1132b开始于一个潮湿、富含水分的大气层,随着时间的推移会发生什么。

这颗行星的轨道离它的恒星如此之近,距离只有140万英里,充满了紫外线(UV)。紫外线把水分子分解成氢和氧,然后这两种物质都能进入太空。然而,由于氢更轻,它更容易逸出,而氧则留在后面。

“在较冷的行星上,氧气可能是外星生命和宜居性的标志。但是在像GJ 1132b这样的炎热星球上,这恰恰是相反的迹象——一个正在被烘烤和消毒的星球。”

由于水蒸气是一种温室气体,这颗行星将产生强烈的温室效应,从而放大恒星本已炽热的热量。因此,它的表面可能会在数百万年内保持熔融状态。

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“岩浆海洋”会与大气相互作用,吸收一些氧气,但吸收多少呢?根据Schaefer和她的同事建立的模型,只有大约10%。剩下的90%的剩余氧气大部分会流向太空,尽管有些可能会滞留。

“这颗行星可能是我们第一次在太阳系外的岩石行星上发现氧气,”哈佛大学保尔森工程与应用科学学院的罗宾·华兹华斯说。

如果GJ 1132b上还有氧的话,下一代的望远镜,如巨型麦哲伦望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜,也许能够探测并分析它。

岩浆海洋-大气模型可以帮助科学家解开金星如何演化的谜题。这颗行星很可能是由类似地球的水开始的,这些水会被阳光分解。然而,金星上几乎没有残留氧气的迹象。缺少氧气的问题仍然困扰着天文学家。

Schaefer预测他们的模型也将提供对其他类似系外行星的研究。例如,TRAPPIST-1系统包含三颗可能位于宜居带的行星。因为它们比GJ 1132b更冷,所以它们有更好的机会保持大气层。

“GJ 1132b大气成分预测”论文的其他作者是科罗拉多大学博尔德分校的Zachory Berta-Thompson和CfA的Dimitar Sasselov。该作品可以在网上找到。

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