发现具有类地温度的潜在宜居“外金星”Gliese 12b

独孤一山隙

Gliese 12b围绕一颗距离我们仅40光年的冷红矮星运行，它有望告诉天文学家更多关于靠近恒星的行星如何保留或失去大气层的信息。在这个艺术家的概念中，Gliese 12b保持了稀薄的气氛。来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院/R·赫特（加州理工IPAC）

据英国皇家天文学会：天文学家在40光年外罕见而诱人地发现了一颗类地系外行星，它可能只比我们自己的世界暖和一点。新论文“Gliese 12b，一颗用TESS和CHEOPS发现的12秒地球大小的温带行星”已发表在《皇家天文学会月报》上。

这颗名为Gliese 12b的潜在宜居行星每12.8天绕其主星运行一周，大小与金星相当，略小于地球，估计表面温度为42°C（107°F），低于迄今为止确认的5000多颗系外行星中的大多数。

然而，这是假设它没有大气层，这是确定它是否适合居住的关键下一步。它可能有一个类似地球的大气层，一个更类似金星的大气层——金星经历了失控的温室效应，使其成为400°C（752°F）的地狱——没有大气层，或者可能是我们太阳系中没有的另一种大气层。

得到答案至关重要，因为它将揭示Gliese 12b是否能够保持适合液态水——可能还有生命——在其表面存在的温度，同时也解开地球和金星如何以及为什么进化如此不同的答案。

Gliese 12b绝不是第一颗被发现的类地系外行星，但正如美国国家航空航天局所说，只有少数几个像它这样的世界值得仔细观察。

它被称为“迄今为止定位的距离最近、凌日、温带、地球大小的世界”，也是詹姆斯·韦伯太空望远镜进一步调查的潜在目标。

距离我们最近的类地系外行星——可能也是最著名的——是距离我们只有四光年的半人马座比邻星b。然而，因为它不是一个过渡的世界，我们对它还有很多需要了解，包括它是否有大气层和孕育生命的潜力。

大多数系外行星都是使用凌日法发现的，从我们的角度来看，行星从其恒星的前方经过，导致主星的亮度下降。

在凌日过程中，恒星的光也会穿过系外行星的大气层，一些波长会被吸收。不同的气体分子吸收不同的颜色，因此凌日提供了一组化学指纹，可以被韦布等望远镜探测到。

Gliese 12b也可能意义重大，因为它可能有助于揭示我们银河系中的大多数恒星——即冷恒星——是否能够容纳有大气层的温带行星，因此适合居住。

它围绕着一颗名为Gliese 12的冷红矮星运行，该恒星距离地球近40光年，位于双鱼座。

澳大利亚南昆士兰大学天体物理中心的博士生Shishir Dholakia说：“Gliese 12b是研究围绕冷恒星运行的地球大小行星是否能够保留大气层的最佳目标之一，这是推进我们对银河系行星宜居性理解的关键一步。”。

他与爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生拉里萨·帕勒索普共同领导了一个研究团队。

这颗系外行星的宿主恒星的大小约为太阳的27%，表面温度约为我们恒星的60%。

然而，格利泽12和这颗新行星之间的距离仅为地球和太阳之间距离的7%。因此，格利泽12b从其恒星获得的能量是地球从太阳获得的能量的1.6倍，约为金星所经历能量的85%。



Gliese 12b的估计大小可能与地球一样大，也可能略小——与太阳系中的金星相当。这位艺术家的概念将地球与不同可能的Gliese 12b解释进行了比较，从一个没有大气层的地球到一个像金星一样厚的地球。来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院/R·赫特（加州理工IPAC）

太阳辐射的这种差异很重要，因为这意味着行星的表面温度在很大程度上取决于其大气条件。与Gliese 12b估计的42°C（107°F）的表面温度相比，地球的平均表面温度为15°C（59°F）。

Dholakia解释道：“大气会锁住热量，根据类型的不同，会显著改变实际表面温度。”。“我们引用了行星的‘平衡温度’，即如果没有大气层，行星的温度。”。

“这颗行星的大部分科学价值在于了解它可能有什么样的大气层。由于Gliese 12b的光量介于地球和金星从太阳获得的光量之间，它将有助于弥合太阳系中这两颗行星之间的差距。”

Palethorpe补充道：“人们认为，地球和金星的第一个大气层被剥离，然后通过火山放气和太阳系残余物质的轰击来补充。

“地球是宜居的，但金星并不是因为它完全失去了水。因为Gliese 12b的温度介于地球和金星之间，它的大气层可以教会我们很多关于行星在发展过程中的宜居途径。”

研究人员和东京的另一个团队利用美国国家航空航天局的TESS（凌日外行星探测卫星）的观测结果帮助他们做出了这一发现。

东京天体生物学中心的项目助理教授Masayuki Kuzuhara说：“我们发现了迄今为止距离最近的、凌日的、温带的、地球大小的世界。

“虽然我们还不知道它是否有大气层，但我们一直认为它是外金星，其大小和能量与我们在太阳系中的行星邻居相似。”

保持大气层的一个重要因素是其恒星的风暴性。红矮星往往是磁性活跃的，导致频繁、强大的X射线耀斑。

然而，两个团队的分析得出结论，Gliese 12没有表现出这种极端行为的迹象，这让人们对Gliese 12b的大气层可能仍然完好无损产生了希望。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的天体物理学家Michael McElwain是Kuzuhara和Fukui论文的合著者。

“为了更好地了解这些行星的大气层多样性和进化结果，我们需要更多像格利泽12b这样的例子。”

Gliese 12b距离地球40光年，与TRAPPIST-1系统的距离大致相同。

这是由七颗行星组成的，它们的大小大致在地球的范围内，很可能是岩石行星，围绕着一颗红矮星运行。

其中三个位于宜居带内，但至少有两个——可能是所有的——没有大气层，很可能是贫瘠的，这打消了八年前首次发现它们时的希望，即它们可能是孕育生命的水世界。