GJ1214b是一顆系外行星，引距離地球僅40光年，它環繞著一顆紅矮星運行，它是當前發現的唯一一顆超級地球系外行星――質量在地球和海王星之間，並具備穩定的大氣層。
基本介紹
- 中文名：GJ1214b
- GJ1214b：一顆系外行星，距地球40光年
- 溫度：高達200多攝氏度
- 表面：四分之三被深海覆蓋
- 體積：地球的3倍
- 質量：地球的6.5倍
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簡介
科學家最新發現一顆表面富含大量水資源的岩石行星，而且距離地球非常近，未來科學家將進一步揭示該系外行星表面的大氣層狀況。這顆系外行星目前被命名為“GJ1214b”，距離地球僅40光年，它環繞著一顆紅矮星運行，它是當前發現的唯一一顆超級地球系外行星――質量在地球和海王星之間，並具備穩定的大氣層。美國麻薩諸塞州哈佛－史密遜天體物理學研究中心的大衛·查邦紐（DavidCharbonneau）是該項研究的負責人，他說：“從天文學角度上講，GJ1214b是我們的鄰居，它與地球之間的距離非常近，甚至我們的電視信號都可以抵達這顆行星。”
GJ 1214b系外“超級地球”行星概述
GJ1214b是一顆極像地球的行星，之所以說極像地球，是因為它上面富含豐富的水資源。
GJ1214b距離地球約40光年，約由75%的水和25%的岩石構成，有穩定的大氣層；體積約為地球的2.7倍，質量是地球的6.5倍，溫度高達200攝氏度，被稱為超級地球。
GJ1214b環繞著一顆比太陽小且溫度低的紅矮星運行，它與該恆星僅209萬公里，公轉一周只需38小時。儘管該恆星的表面亮度只有太陽的1/3000，但由於兩者之間很近，所以GJ1214b的溫度仍高達200多攝氏度。
最早觀測
哈佛——史密森天體物理學中心的貝爾塔是最早觀察到GJ1214b的行星的人員之一，他指出，該行星上的水可能以“七冰”（一種水的結晶體，存在於氣壓為地球海平面2萬倍的環境下）的形式存在。
GJ1214b行星表面有某種東西阻礙來自紅矮星的光線進入，天文學家推測，很可能是由氦氣和氫氣組成的大氣層。科學家準備動用哈勃太空望遠鏡研究GJ1214b大氣層的具體成分。哈佛大學天文學教授大衛·查邦紐（DavidCharbonneau）稱：“它距離地球很近，哈勃能夠探測到他的大氣並分析其成分。”
據報導，發現這顆行星的裝備並不高級，僅僅是地面上的一台業餘40厘米口徑望遠鏡。
GJ1214和GJ1214b
GJ1214和GJ1214b特點
GJ1214b是一顆最近被發現的類地行星。它距離地球40光年，表面四分之三都被深海覆蓋。這是人類第一次在太陽系外發現的飽含液態水的行星，與此並存的卻是常年190度的高溫。行星的發現者大衛·沙博諾認為，GJ1214b上充滿灼熱而濃厚的水蒸氣，這樣的環境也許並不適合地球形態的生命存在，但有可能發現其他形態的生命。
GJ1214b行星的體積是地球的3倍，質量是地球的6.5倍，它是迄今發現的第二顆最小系外行星，此前有一顆叫做“CoRoT-7b”的行星，體積僅是地球的1.7倍，質量是地球的5倍。
CoRoT-7b
猜測
正常情況下，一顆與特殊類型恆星保持如此距離的行星會非常熾熱，其表面溫度可使任何水成為水蒸汽形成。但是科學家認為CoRoT-7b行星的密集大氣層可形成一種高壓環境，從而使行星表面的水保持液態，然而這僅是一種猜測而已。
美國麻省理工學院天體物理學家薩拉·西格（SaraSeager）說：“至於這顆系外行星的溫度究竟達到多少度，目前我們還無法知曉。我認為這顆行星表面並不存在液態水，這是因為這顆行星的溫度太高，我推測該行星上的水資源處於超流體狀況，之後很快就會被蒸發。”據悉，他剛出版了一本介紹系外行星的書――《地球之外是否有生命？尋找系外行星適宜居住區域》。
深入研究
目前，天文學家計畫下一步對該行星的大氣層進行深入研究，該大氣層存在著許多不確定因素，首先，大氣層的壓力是至關重要的，這對於行星表面存在生命體很關鍵；其次，密集的大氣層會阻擋射入行星表面的微弱恆星光線。
查邦紐說：“如果將太陽比作是一個1000瓦燈泡，那么CoRoT-7b的恆星就是一個3瓦燈泡。”
西格稱，無論這顆行星具有什麼樣的構成成分，天文學家都對這項發現感到興奮和驚喜！目前我們真正地發現一顆比地球大的行星環繞一顆較小的恆星運行，而且它與恆星之間的距離處於適宜生命存在區域。令我們興奮的是它非常接近我們的地球，僅有40光年的距離。
據悉，CoRoT-7b行星是天文學家通過一組小型地面望遠鏡觀測到的，該項研究報告詳細發表在本周出版的《自然》雜誌上。
發現和研究
40光年外的深海星球
在最近十年里，天文學家觀測星系的視角，開始逐漸從太陽系以內轉向更遠的範圍。尋找類地行星，一直以來都是天文觀測者的目標所在，而能在廣袤宇宙間發現地外生命，則是每一個仰望星空者的夙願。
一般來說，天文學家都會通過觀測恆星星系來尋找類地行星，大衛·沙博諾介紹說。因為超出太陽系的範圍，天文學家很難觀測到亮度較為暗淡的行星，恆星則更明亮些，比較容易觀測到。發現一顆太陽系外的類地行星，通常的過程是，科學家先確定一顆恆星是否和太陽類似，繼而再去推算，在環繞著它運轉的那些行星當中，是否有條件產生出一顆和地球相似的行星。
大衛·沙博諾在哈佛大學天體物理研究中心（CFA）領導一隻國際天文研究團隊，尋找類地行星是他的主要工作之一。最近，沙博諾的團隊在距離地球40光年的地方發現了一顆類地行星，他們將這顆行星暫時命名為GJ1214b。12月17日，《自然》雜誌刊登了關於行星GJ1214b的所有數據，而《時代》則報導說，在這個發現行星根本不足為奇的年代裡，GJ1214b還是會以其“不同尋常”的特徵，“占據各大媒體的首頁”。因為這顆行星跟之前天文學家發現的所有太陽系外行星相比，尺寸理想，溫度也還算適宜，最重要的是，這顆行星75%的區域都被深海覆蓋著。這是我們迄今為止在在地球之外發現的第一顆飽含液態水的星球。
不同尋常的“超級地球”
這是一顆“超級地球”（super-earth），《自然》雜誌這樣描述行星GJ1214b。不過這不是什麼讚美之詞，而是一個天文學上的特殊概念。“超級地球是指那些質量是地球1-10倍的類地行星。”《自然》解釋道。GJ1214b的質量是地球的6.6倍，所以被劃入超級地球的類別。
目前沙博諾和他的團隊正在進一步研究這顆行星的形態，以及它可能擁有的生態環境。除了質量比地球大，行星GJ1214b的體積也比地球大2.7倍，而密度卻只有地球的1/3。這些對比幫沙博諾初步確定了行星上的水環境，繼而，沙博諾發現，在GJ1214b上，和廣闊海洋並存的，還有190度的高溫。
在地球上，190度早已超過了水的沸點，足以讓水直接氣化，但是在GJ1214b上，因為大氣壓強和地球上的很不同，所以即使在190度的高溫下，液態水仍大面積存在，在有些區域，海水甚至半凝結著，呈現出水晶一樣的形態。不過蒸騰作用也很厲害。天文學家估計GJ1214b上存在著非常厚重的大氣層，而沙博諾則認為，這些大氣層大都由蒸汽構成。這些水蒸氣濃厚而灼熱，常年籠罩著GJ1214b，令它好像一隻名副其實的巨型蒸籠。
天文學家稱這樣的環境為“宜居地帶”（habitable zone），這大約是和其他環境更惡劣的類地行星對比得出的結果。人類很難想像會在這樣的處境下生活——即使遭遇氣候災變，地球上最惡劣的狀況也不至於到這樣的境地。但是很難說，這裡沒有一些別的生命物種存在，比如某種類似於細菌的物種。也很難說，這裡會不會孳生出一些生命物質，與我們在地球上見到的完全不同。
總之，這裡有水，有還算適宜的溫度，“我們不能斷言那裡沒有生命物質存在，不過現在說一定有（生命），那也很武斷。”扎加利.貝爾塔說。他是哈佛大學天體物理研究中心的研究生，也是第一個發現GJ1214b線索的人。
偶然發現的“鄰居”
行星GJ1214b上的高溫來自於它所圍繞的恆星，一顆紅矮星。和太陽相比，這顆紅矮星顯得十分昏暗，亮度只有太陽的三千分之一；然而由於GJ1214b和紅矮星距離太近，只有大約209萬公里的距離（GJ1214b圍繞紅矮星運行一周只需要38小時），所以來自恆星的溫度令GJ1214b變得十分灼熱。
發現GJ1214b的過程十分偶然。和其他天文學家一樣，沙博諾最先關注的也是太陽系外的那些恆星。“那些恆星大多是紅矮星。這是銀河系裡最常見的恆星類型。”沙博諾說。他們在銀河系外鎖定了2000顆紅矮星，利用一個小型地面望遠鏡陣列來觀測這些紅矮星。這項工作被沙博夫稱為MEarth計畫。
沙博諾他們首先看到GJ1214b的母星。一次偶然的機會，貝爾塔發現那顆紅矮星表面的亮度不對，之後他通過數據計算證明，那是一顆行星正好從它的前方穿行過去。這顆行星就是GJ1214b。
現在沙博諾和他的團隊正準備進一步探索GJ1214b上和大氣環境相關的所有細節。在觀測條件上，GJ1214b提供了前所未有的好機會。從宇宙的尺度來說，40光年的距離幾乎相當於就在地球隔壁。“事實上我們用來發現GJ1214b的望遠鏡，只比業餘愛好者的望遠鏡高級一點。”貝爾塔說。現在他和沙博諾準備申請用NASA的望遠鏡來觀測這位“鄰人”。哈勃望遠鏡和紅外敏感型斯皮策望遠鏡都能清楚地觀測到GJ1214b上的大氣狀況，“儘管最後可能會證明，這樣的大氣環境對生命而言並不友善，但它還是會成為第一個大氣信息為人所確知的類地行星。”沙博諾說。
