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科学家惊疑 两行星无水
华翼网新闻中心 news.chinesewings.com - 科学教育校园新闻) 2007-02-23
    随着人类文明的发展,人类愈发认识到宇宙的浩瀚,地球不过是其中沧海一粟。科学家迄今已确定210余颗太阳系外行星,科学家希望,行星研究能帮助人类进一步了解宇宙、乃至宇宙文明。  (www.chinesewings.com)

    然而,在对“狐狸座”和“天马座”的两颗行星研究中,科学家遭遇巨大疑问。他们发现,这两颗行星大气中没有水分存在的证 
据,这不仅严重背离科学家之前推断,也对天文学基本假设提出重大疑问。 

    无水星 

    根据美国国家航空和航天局(NASA)史匹哲空间望远镜搜集到的资料,3支科学家研究队伍21日得出结论:两颗体积与木星相仿的行星大气中没有气态水存在的证据。这一结论让科学家颇感惊讶。 

    这两颗行星为狐狸座“HD 189733b”行星和天马座“HD 209458b”行星。“HD 189733b”距离地球约62光年,公转周期为2.2个地球日。“HD 209458b”距离地球约153光年,公转周期为3.5个地球日。 

    “HD 189733b”和“HD 209458b”距离各自的恒星都很近。由于它们的恒星存在大量氢、氧元素,而这两种元素是水分子的组成成分,科学家一度推测,“HD 189733b”和“HD 209458b”大气中存在气态水。 

    “我们期望发现水分子存在的痕迹,但却没有,”加州理工大学科学家、NASA史匹哲科学中心研究员卡尔·格雷梅尔说。格雷梅尔领导研究小组分析了狐狸座“HD 

    189733b”行星,他的研究报告将发表在《自然》杂志和《天体物理学杂志通讯》上。 

    格雷梅尔接受采访时说,水是行星组成中的重要成分,它的存在关乎宇宙生命。他说,太阳系行星中,仅水星和金星不存在含水分子的大气:水星根本不存在大气,而金星的物理构成则与“HD 189733b”和“HD 209458b”这类行星存在重大差别。 

    另一支研究小组的负责人、NASA戈达德航天中心研究员杰里米·理查森说:“研究的主要发现就是没有找到水分子存在的证据。理论学家认为,气态或液态水必然存在于行星大气中,因为它们主要由大量氢元素和少量氧元素构成。” 

    “热木星” 

    除水分子外,科学家最初还推测行星大气中有甲烷和二氧化碳存在的证据,但事实同样令他们失望。 

    “HD 189733b”和“HD 209458b”被科学家称为“热木星”。它们体积略大于太阳系最大行星木星,但与恒星之间的距离,仅为木星与太阳距离的百分之一。由于靠近恒星,“热木星”大气灼热。《印度斯坦时报》说,已确定的210余颗行星中,“热木星”所占比例为10%至15%。 

    “HD 189733b”去年为法国马赛天体物理学实验室科学家弗朗索瓦·布希发现。布希的研究小组认为,“HD 189733b”体积为木星1.26倍,质量为木星1.15倍,密度为平均每立方厘米0.75克,略轻于水,可谓一个巨型“气球”。 

    此次通过史匹哲空间望远镜捕捉到的行星热辐射数据,科学家得知“HD 189733b”大气温度接近844摄氏度。炽热的温度让“HD 189733b”及其卫星不可能存在液态水。鉴于已知的生命活动形式必须有液态水的参与,科学家认为,“HD 189733b”上可能从未出现过生命。 

    研究另一颗行星“HD 209458b”的科学家说,“HD 209458b”大气中含有细微的硅酸盐颗粒。“HD 209458b”距其公转恒星约760万公里,为地球距太阳距离的二十分之一,水星距太阳距离的十分之一。 

    由于太过靠近恒星,“HD 209458b”大气顶层温度达到1.4余万摄氏度,超过太阳温度。炙热的气体脱离行星引力,每秒有1万吨气体向宇宙空间逃逸。不过,尽管气体损耗巨大,科学家认为,年岁已超过50亿年的“HD 209458b”不会在短期内萎缩。 

    新视角 

    美联社说,此次研究是科学家首次通过光谱分析行星大气的组成。 

    由于“HD 189733b”和“HD 209458b”距离恒星距离极近,单独观测行星光谱难度较大。因此,科学家首先通过史匹哲空间望远镜采集行星与恒星同处可见区时的红外光谱信息,待到行星转至被恒星遮挡后,科学家再次使用望远镜采集红外光谱信息。通过观察光谱变化,科学家确定出仅属于行星的光谱,再作具体分析。 

    行星无水的发现是本次研究的重要发现,它在给予科学家疑惑的同时,也为科学家提供了研究宇宙的新视角。 

    卡内基学会天文学家阿兰·博斯说:“NASA在寻求地球外生命的过程中奉行着顺水追寻的金科玉律。”格雷梅尔也说,行星大气无水的发现让人警醒,科学家显然需要做更多工作。 

    研究员之一、哈佛大学天文学家戴维·沙博诺认为,通过本次外星观测,科学家应该摒弃外星探测中以地球模式为中心的研究方式。他说:“我们的想象力在思索其他星球大气组成的形式上受到制约。” 

    另一支研究小组的领导者、NASA喷气推进实验室科学家马克·斯温则将研究结果形容为“人类研究宇宙生命过程中的里程碑”。
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