天琴座发现两颗宜居星球！50%都是水，距地218光年，可能存在生命

2024-07-22 11:01 由魅力科学君发表于 #社会

我们的地球能够成为一颗适合生命生存的星球，有一个重要的原因就是地球运行在太阳的“宜居带”之内，这里距离太阳既不太远，也不太近，使得地球从太阳获得的热量，可以让地球表面的水以液态的形式存在，而液态水正是已知的所有生命都必不可少的物质基础。

从理论上来讲，宇宙中的每颗恒星都有一个“宜居带”，所以我们可以合理地假设，运行在“宜居带”之中，表面可能存在大量液态水的行星，就有可能存在生命，而这样的星球，通常也被称为宜居星球。

在过去的日子里，科学家们已经发现了不少宜居星球，所以对于现在的我们来讲，发现宜居星球一般都算不上什么新鲜事，不过也有例外，比如说科学家就在天琴座方向发现了两颗宜居星球，引人注目的是，在构成它们的物质中，有50%都是水。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

在天琴座方向、距离地球大约218光年的位置上，有一颗被称为“开普勒-138”（Kepler-138）的恒星，它是一颗比太阳小得多的恒星，其质量和半径大约只有太阳的一半。

“开普勒-138”有三颗已被确认的行星，科学家将它们分别命名为“开普勒-138b”、“开普勒-138c”和“开普勒-138d”，在这三颗行星之中，“开普勒-138c”和“开普勒-138d”都运行在“宜居带”之内，所以它们被认为是潜在的宜居星球，并因此受到科学家的重点关注。

随着观测数据的累积和研究的深入，科学家惊讶地发现，“开普勒-138c”和“开普勒-138d”的密度处于一个奇怪的范围：它们的半径都是地球的大约1.51倍，质量分别为地球的2.3倍和2.1倍，据此可以估算出它们的平均密度约为每立方厘米3.6克左右。

之所以说这样的密度是“奇怪”的，是因为这远低于岩石行星的预期密度，要知道我们地球的平均密度就有大约每立方厘米5.5克，而以它们的质量来讲，它们自身的引力比地球更大，如果它们与地球一样都是主要由岩石物质构成，那在更大的引力“压缩”下，它们的密度应该比地球更大才对。

为什么会这样呢？一个合理的推测就是，构成这两颗星球的物质，有很大一部分都是比岩石物质密度低得多的物质，具体是什么物质呢？科学家认为，最有可能的就是水。

由于水是由氢和氧这两种元素构成，而氢和氧的丰度在已知宇宙中分别排第一和第三，在此基础上，再加上氢和氧很容易发生化学反应生成水，因此水在宇宙中是广泛存在的，只不过宇宙中绝大部分的水，都是以固态或气态的形式存在。

为了验证这种观点，科学家利用“开普勒-138c”和“开普勒-138d”的观测数据建立了计算机模型，通过对比已知的行星成分和结构，来进一步解析它们的物质构成，在综合考虑了行星的温度、压力以及可能的内部结构之后，得出了最符合实际观测数据的模拟结果。

（地球和“开普勒-138d”的内部结构对比图，“开普勒-138c”与“开普勒-138d”基本相同）

模拟结果显示，构成“开普勒-138c”和“开普勒-138d”的物质至少有50%都是水，它们拥有厚厚的大气层，其中的气体主要是水蒸气，它们的星球表面，存在着由液态水构成的海洋，随着深度的增加，压强也会越来越大，所以在这片海洋的深处，则是在高压状态形成的水冰，在水冰层之下，才是它们的岩石内核。

根据科学家的估算，这两颗星球上的海洋非常深，其平均深度至少有2千公里（作为对比，我们地球海洋的平均深度大约为3.7公里），而这也就意味着，在它们的星球表面，是不可能存在陆地的。

据此我们可以认为，这样的星球算得上是宜居星球，在它们的海洋之中，有可能存在生命。

值得一提的是，观测数据表明，“开普勒-138c”和“开普勒-138d”的主恒星其实是一颗比较“年轻”的恒星，其年龄只有大约10亿年，从地球生命的演化历程来看，这样的时间，还不足以演化出高级生命形式，所以就算这两颗星球上真的存在生命，那它们也很可能只是一些比较原始的生命。