天文学家发现距地球218光年外有两颗超级地球，都含大量水 ...

龙的传人739

目前普遍的假设是：超级地球是系外行星，比地球大，重十倍，但结构仍然非常相似。
天文学家已经发现了许多这种类型的太阳系外行星的例子，其中包括几个潜在的宜居星球，甚至一些可能拥有跨越行星海洋的超级地球，如TOI-1452b或K2-18b。
一些研究人员甚至怀疑，在我们的银河系中，这样的水世界可能比岩石行星还要多。
围绕红矮星的两个超级地球

由蒙特利尔大学的Caroline Piaulet领导的天文学家，现在已经确定了另外两个海洋星球。
这两个超级地球围绕红矮星开普勒-138运行，距离我们约218光年，并于2014年被开普勒太空望远镜发现。
当时的观测表明，它们是两颗大小几乎相同的系外行星，半径分别为地球的1.17倍和1.2倍。



附近的两个超级地球可能是温暖的，富含蒸汽的海洋行星

两个超级地球开普勒138c和138d相对接近地绕着它们的恒星运行。
因此，在它们的表面，可能存在136和72摄氏度的平衡温度 - 因此它们是温暖的，但不一定是极热的世界。
在离恒星更近的地方，在这个系统中还有另一颗最内层的行星，它和火星一样重。
关于这三颗行星的进一步细节最初并不知道。
令人惊讶的轻量级

在他们的研究中，Piaulet和她的团队现在已经用哈勃和斯皮策太空望远镜观察了这些行星的另外13次凌日。
此外，他们还评估了开普勒-138的径向速度数据。
这揭示了轨道天体的引力对恒星运动的影响有多大，从而影响了它的质量。
根据行星的大小和质量，可以确定密度，这提供了有关其性质的信息。
分析揭示了一些令人惊讶的事情：两个超级地球开普勒-138c和d比想象的要轻 - 而且它们的密度明显低于它们大小的超级地球的典型密度。
如果像地球和其他类地行星一样，它们的核心主要由铁组成，那么这两个超级地球的其余部分必须相应地是轻的。
根据分析，挥发性物质在开普勒-138d的质量上占11%，体积占51%，在开普勒-138c中略低。



超级地球开普勒-138d（前），开普勒-138c和它们的恒星，一颗红矮星

2000公里的海洋

这意味着两颗行星体积的很大一部分可能由水组成，这是我们第一次能够如此清楚地识别行星作为水世界。
根据数据，超级地球开普勒-138d可能有一个大约2000公里厚的海洋，天文学家认为它的邻居开普勒-138c非常相似，但稍微温暖。
想象一下更大版本的欧罗巴或土卫二 - 围绕木星和土星运行的冰冷卫星。
因为开普勒-138c和d的轨道更接近它的恒星，它可能有厚厚的水壳而不是冰。
这些全球海洋可能处于密集的蒸汽包层之下 - 可能表面的压力如此之高，以至于水中也有高压，或者水甚至处于超临界状态。
在这个阶段，水像液体一样致密，但具有与气体相同的粘度。
比岩石行星更“水”的超级地球？

因此，开普勒-138周围的两个超级地球与关于这种类型的系外行星的常见假设相矛盾。
到目前为止，它们被认为是更大的类似物地球的行星。
然而，这两个海洋世界及其低密度现在表明，并非所有超级地球都需要具有类似地球的结构。
因此，超级地球的密度组成并不均匀。
相反，超级地球的很大一部分可能由轻水世界组成，挥发性物质的比例很高。
因此，Piaulet和她的团队支持一种理论，根据该理论，我们的银河系中可能存在比以前假设的含水量为25%至50%的海洋世界 - 可能比岩石行星还要多。
特别是超级地球和迷你海王星可以为此提供正确的先决条件。



地球和海洋行星开普勒-138d的结构比较

宜居外行星在联盟中排名第四

Piaulet和她的同事还有另一个发现：在评估新数据时，他们发现了开普勒-138周围系统中第四颗以前未知的行星的证据。
它的质量约为0.43地球质量，明显小于其内部邻居 - 它可能位于红矮星的宜居带。
然而，由于这颗名为开普勒-138e的行星没有经过它的恒星前面，关于它的大小和性质的更详细的数据仍然缺失。
<hr/>参考资料：
（自然天文学，2022;DOI： 10.1038/s41550-022-01835-4)