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​被潮汐锁定的紫色行星,一半正常一半冰封,上面环境复杂

2024-06-28 00:35 来源:贴说网 点击:

被潮汐锁定的紫色行星,一半正常一半冰封,上面环境复杂

人类总是孜孜不倦的探索地外星球,除了太阳系之外,也将目光放在了偌大的银河系当中。

此前,科学家发现了一颗紫色行星,它被潮汐锁定,一半是正常状态,另一半则是处于冰封当中,表面的环境尤为复杂。

格利泽581g

这颗星球被科学家命名为格利泽581g,和地球相似度极高,会是第二个地球吗?

潮汐锁定的星球

潮汐锁定从科学的定义上来讲,由于重力梯度,使得天体永远以一面对准另一个天体。

在太阳系当中,潮汐锁定并不罕见,它发生在卫星和行星、行星和恒信之间。

比如,地球和月球的关系就是潮汐锁定,水星和太阳也是如此。

潮汐锁定演示

究其本质,当小质量的天体在运动的过程当中,由于受到大质量天体运动的影响,导致内部质量发生了变化,这种变化体现在地球上称为潮汐。

而潮汐锁定则是更加特殊的例子,天体内部的质量变化影响到了它的自转,在长久的运动过程当中,当自转和公转合成一个周期,潮汐锁定就产生了。

潮汐锁定的影响是相互的,只不过在大质量天体上表现得并不明显,比如地球受到月球的引力作用,自转速度逐年减缓,这一点从古生物的化石当中可以体现。

地球受到月球引力影响

我们今天的主角格利泽581g,就是被主恒星潮汐锁定的一颗行星。

由于它永远将自己的正面对准恒星,导致背面无法有效接收到太阳的光热辐射,所以一半处于正常状态,另一半则是全年冰封。

如果将这种情况映射在地球,那么朝阳面不会有黑夜,背阳面则是一直处于黑夜。

潮汐锁定也使得格利泽581g表面的环境无比复杂。

格利泽581g环境

据科学家推断,该行星表面可能并没有半冰封半正常这么简单。

由于格利泽581恒星质量只有太阳的三分之一,是一颗名副其实的红矮星,它表面的温度要比太阳低上许多。

格利泽581g与太阳

所以,直接接受照射的一面温度不会太高,再加上格利泽581g处于恒星的宜居带上,朝阳面的环境可能比大家想的要好。

根据目前的数据推算,格利泽581g表面可能没有大气存在,按照它和主恒星的距离,其表面的平均温度大约为零下30摄氏度

再根据朝阳面和背阳面的光热进行反向推算,正面温度可能比地球赤道的平均温度要高一些。

当然,这是根据现有数据的猜测,如果格利泽581g表面存在大气,那么它产生的温室效应将是地球是好几倍。

格利泽581g大气构成元素

这是基于格利泽581g质量的推算,由于前者的质量是地球的3倍到4倍之间,大气作用效果肯定更加显著。

部分科学家坚信,格利泽581g是有和地球一样的大气存在的。

因为该星球处于宜居带上,水能够以液态的形式存在,这些液态水在朝阳面蒸发为气态,成为大气的一部分。

宜居带位置

温度具有传导性,朝阳面的温度也会朝着两面的交界处递进,使得背后的冰块不断蒸发。

也就是说,朝阳面永远都是酷暑炎炎,交界处可能是四季如春,背面则是永久的寒冬。

如果大气真的存在,那么格利泽581g就是人类理想的宜居星球

它和地球最大的差别在于,地球有四季交替,而格利泽581g的四季则是固定的。

除此之外,相信大家都有这样一个问题,为什么格利泽581g在科学家的构想当中是呈现紫色的行星?

您曾了解过格利泽581g

紫色星球

地球之所以是蓝色,主要是因为海洋占据了地表的大部分区域,在太阳光的折射下,成了蓝色星球。

而火星呈现淡红色,主要是表面的荒漠戈壁起到了作用,那么格利泽581g的紫色又是什么物质在起主导作用呢?

科学家指出,这是单纯的色差问题,由于格利泽581g的主恒星是红矮星,它散发的光芒更弱,颜色也呈现淡红色的。

在昏暗的宇宙当中,颜色自然而然就偏向于紫色或者是其他颜色。

格利泽581g泛紫

如果对这颗星球进行近距离观察,你可能并不会认为它是紫色星球,毕竟就连科学家都没有真正见到过格利泽581g。

既然科学家没有看到过格利泽581g,又是如何观测到这颗行星的存在呢?

格利泽581g旋转

这主要是依靠主恒星的光芒作出的判断,由于行星本身是不发光的,即使有恒星光芒的折射,可观测性仍旧可以忽略不计。

不过,当行星在科学家的天文望远镜观测面穿过恒星的时候,会在其中留下一个“小黑点”,科学家可以以此判断这里存在一颗行星或者是卫星。

再根据对这颗星球的进一步观察定性,按照现有的数据勾勒出星球的模样。

毕竟,再先进的天文望远镜也不可能在20光年之外,对一颗行星进行直接观察。

天文望远镜结构

目前,格利泽581g和地球最大的区别在于它的公转周期

格利泽581g和主恒星的距离大约只有1000万公里,相当于水星距离太阳的五分之一。

为了抵消恒星带来的引力作用,它必须进行更快速度的周转。

格利泽581g周转一圈的时间大约为37个地球日,也就是说,该星球的一年,相当于地球的37天。

但这并不影响格利泽581g被科学家列入迄今为止,最像地球的系外行星

按照这样的说法,它的朝阳面可能已经出现了植被、森林、海洋、湖泊等等,或许生命也正在朝着某种方向演化!

格利泽581g外表

而背阳面则是像地球上的南北两极一般,即便寒冷,也许仍旧有顽强的生物以某种特定的方式生存着。

不过,关于格利泽581g,英国的天文学界提出了不同的看法。

他们基于HARPS的观测数据指出,格利泽581恒星系统只存在5个行星,所谓的格利泽581g根本不存在。

格利泽581星系

而美国高分辨率蝇眼探测器反馈的数据显示,格利泽581g存在的概率高达99.9%。

究竟哪一方正确,我们无从得知,未来或许会有一定确凿的定论。

宜居星球

假设格利泽581g真的存在于宇宙当中,未来人类有可能搬到这颗星球上居住吗?

只能说有可能,但非常困难。

地球和格利泽581g相隔了大约20光年,也就是说即使以光速飞行也至少需要20年的时间。

人类目前最快的飞船连光速的千分之一都达不到,1光年的距离就能够让人类引以为傲的旅行者姐妹号跑上万年的时间。

旅行者号飞行器与其他飞行器对太空的探索

所以,如今的人类想要走出奥尔特云都不现实,更别说移居到如此遥远的星球了。

但是,人类的技术是未来可期的,尤其是对量子力学的研究,可能会促进人类技术的大飞跃。

未来,人类文明或许会以我们意想不到的形式走出太阳系,甚至是整个银河系,真正迎来星际时代

参考资料

[1]、亚利桑那大学月球和行星实验室艾姆斯研究中心《Titan, Mars and Earth: Entropy Production by Latitudinal Heat Transport》

[2]、海峰.不存在的格利泽581g宜居星球. 《 CNKI 》

[3]、加州大学圣塔克鲁斯分校《Newly discovered planet may be first truly habitable exoplanet》