赌一下！这颗行星最有可能发现液态海洋

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原作：Monisha Ravisetti

翻译：陈玮菁

编排：陈玮菁

后台：李子琦

原文链接：https://www.space.com/james-webb-space-telescope-alien-ocean-lhs-1140b

LHS 1140 b 可以成为一个很棒的海滩度假胜地，海洋温度可能达到20摄氏度。

温度适宜的系外行星LHS 1140 b可能是一个完全被冰覆盖的世界（左），类似于木星的卫星欧罗巴，也可能是一个拥有液态亚星级海洋和多云大气层的冰雪世界（中）。LHS 1140 b的大小是我们地球的1.7倍（右图），是我们在太阳系外寻找液态水的过程中最有希望的宜居带系外行星。(图片来源：B. Gougeon/蒙特利尔大学）

可以说，寻找宇宙中其他地方是否宜居，可以简化为是否能找到水。我们还没有发现能把水从我们对“生命”本身的概念中分离出来的生命形式，因此我们别无选择，只能接受把宇宙中水的踪迹作为我们寻找与地球相似世界的指引。

正因为如此，当科学家们发现一颗系外行星可能含有水，尤其是液态水，而不是冰或水蒸气时，他们都会高兴得跳起来。我希望至少有一位天文学家最近在某个地方高兴得一蹦三尺高，因为一个研究小组刚刚宣布，太阳系外一颗诱人的行星可能拥有一片温度适宜的水海洋，面积大约只有大西洋的一半。更妙的是，这一发现要归功于詹姆斯-韦布太空望远镜。

"在目前已知的所有温带系外行星中，LHS 1140 b很可能是我们有朝一日间接确认太阳系外外星表面存在液态水最靠谱的选择，"这一发现的论文第一作者、蒙特利尔大学博士生查尔斯·卡迪厄（Charles Cadieux）在一份陈述中说。“这将是寻找潜在宜居系外行星的一个重要里程碑。”

这颗系外行星被命名为LHS 1140 b，它围绕着一颗红矮星运行，体积约为太阳的五分之一，距离地球48光年，位于鲸鱼座。但LHS 1140 b最重要的一点是，它生活在恒星的宜居带，也就是所谓的 "金发地带"。正如这个昵称所暗示的，这是恒星周围的一个区域，对于一个行星来说，这里既不会太热也不会太冷，可以保有液态水，而且符合童话人物金发女郎的生活标准。而关于这颗行星还有第二个重大突破。

"密歇根大学天文学系的NASA萨根研究员瑞安·麦克唐纳（Ryan MacDonald）协助分析了 LHS 1140 b的大气层，他在陈述中说："这是我们第一次在宜居带岩石或富含冰的系外行星上看到大气层的蛛丝马迹。根据麦克唐纳的说法，研究小组甚至可能在它那里发现了“空气”的证据。

不过，对于前一句话，你可能会注意到麦克唐纳认为这颗系外行星可能是由岩石构成，也可能是由冰构成。让我们看看背景的故事。

LHS 1140 b 的传说

现在，这颗行星虽然因为涉及JWST数据的新研究而成为头条新闻，但实际上它出现在行星猎手的雷达上已经有一段时间了。事实上，专家们在过去就已经推测出这可能是一个水世界，甚至还发表过类似的看法，认为它可以为人类提供有史以来第一个系外行星液态水的直接证据。这些都不是什么新鲜事。卡迪厄本人以前也曾吹嘘过这颗行星的前景，而且一大批望远镜已经对它进行了详细的研究，其中包括现已退役的斯皮策望远镜、哈勃太空望远镜和凌日系外行星巡天卫星（TESS）。

然而，直到现在还缺少詹姆斯-韦布太空望远镜的敏锐之眼。

基本来说，问题在于科学家们无法确认这颗系外行星是一颗迷你海王星（即质量小于最初的海王星，但仍然具有海王星特征的行星）还是一颗超级地球。超级地球是指比地球大，但仍然是岩石或富含水的行星。后者通常会提醒大家它潜在宜居，而科学家们想象中的JWST可能就是开启提醒音的那个。

这似乎是一个准确的推断。正如研究小组在研究陈述中所说，他们的工作不仅“强烈排除了” 小海王星的可能性，而且还证实了该行星可能像地球一样拥有含氮的大气层。虽然这还只是一个初步结果，但富含氮的大气层的存在表明这颗行星保留了大量的大气层，创造了可能支撑液态水存在的条件。

当然，值得注意的是，LHS 1140 b并不完全是唯一具有令人兴奋特征的行星；科学家们还被其他各种宜居带系外行星所吸引。最明显的可能是TRAPPIST-1系统中的七颗行星，这个行星阵容看起来与我们太阳系的结构几乎相似得令人不安。这七颗星球类似于我们的八大行星（再见，冥王星），其中一些还像地球一样处于宜居带。

然而，最近JWST的一项非常有趣的研究实际上使TRAPPIST-1的宜居性研究变得复杂起来。研究发现，该系统的母星非常活跃，可能会影响我们的观测结果，让我们误以为该系统中的某个世界适合居住，但实际上并非如此。即使是JWST也有其局限性。因此，为此，LHS 1140 b确实有一些特殊的点缀。

"麦克唐纳确认道：“LHS 1140这颗恒星似乎更加平静，也不那么活跃，这使得将LHS 1140 b的大气层与星斑造成的恒星信号区分开来的难度大大降低。”

为更多规格做好准备

人们迅速表现出对LHS 1140b 的激动心情。关于它有太多的话题。

例如，JWST的数据进一步表明，这颗系外行星的质量可能由10%到20%的液态水构成，而且，它还用简单的语言描绘出了这颗行星可能是什么样子的幻想图景。从本质上说，它可能像一个雪球，围绕恒星旋转，一面始终朝向恒星。这有点像月球围绕地球的轨道；我们永远看不到月球的远端，因为月球的旋转速度与它围绕地球旋转的速度相同。一边永远不会面向我们，而另一边却始终面向我们。

同样，这也意味着，如果 JWST对LHS 1140 b的描述正确，那么这颗行星始终面向太阳的那一面就会暴露在大量热量之下。这就是雪球“融化”成液态海洋的部分。

“目前的模型表明，如果LHS 1140 b拥有类似地球的大气层，那么它将是一颗滚雪球般的行星，拥有直径约4000公里的海洋，”海洋的表面温度甚至很可能是“舒适的”20摄氏度。

唉，虽然研究小组保证还有更多的工作要做，特别是要利用 JWST 来观测LHS 1140 b的细微差别，但在大海捞针时，有线索可循总是件好事。正如麦克唐纳所说的那样，"这是一个非常有希望的开端"。

责任编辑：陈玮菁

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