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被潮汐鎖定的紫色行星,一半正常一半冰封,上面環境復雜
2023/04/01

人類總是孜孜不倦的探索地外星球,除了太陽系之外,也將目光放在了偌大的銀河系當中。

此前,科學家發現了一顆紫色行星,它被潮汐鎖定,一半是正常狀態,另一半則是處于冰封當中,表面的環境尤為復雜。

格利澤581g

這顆星球被科學家命名為格利澤581g,和地球相似度極高,會是第二個地球嗎?

潮汐鎖定的星球

潮汐鎖定從科學的定義上來講,由于重力梯度,使得天體永遠以一面對準另一個天體。

在太陽系當中,潮汐鎖定并不罕見,它發生在衛星和行星、行星和恒信之間。

比如,地球和月球的關系就是潮汐鎖定,水星和太陽也是如此。

潮汐鎖定演示

究其本質,當小質量的天體在運動的過程當中,由于受到大質量天體運動的影響,導致內部質量發生了變化,這種變化體現在地球上稱為潮汐。

而潮汐鎖定則是更加特殊的例子,天體內部的質量變化影響到了它的自轉,在長久的運動過程當中,當自轉和公轉合成一個周期,潮汐鎖定就產生了。

潮汐鎖定的影響是相互的,只不過在大質量天體上表現得并不明顯,比如地球受到月球的引力作用,自轉速度逐年減緩,這一點從古生物的化石當中可以體現。

地球受到月球引力影響

我們今天的主角格利澤581g,就是被主恒星潮汐鎖定的一顆行星。

由于它永遠將自己的正面對準恒星,導致背面無法有效接收到太陽的光熱輻射,所以一半處于正常狀態,另一半則是全年冰封。

如果將這種情況映射在地球,那麼朝陽面不會有黑夜,背陽面則是一直處于黑夜。

潮汐鎖定也使得格利澤581g表面的環境無比復雜。

格利澤581g環境

據科學家推斷,該行星表面可能并沒有半冰封半正常這麼簡單。

由于格利澤581恒星質量只有太陽的三分之一,是一顆名副其實的紅矮星,它表面的溫度要比太陽低上許多。

格利澤581g與太陽

所以,直接接受照射的一面溫度不會太高,再加上格利澤581g處于恒星的宜居帶上,朝陽面的環境可能比大家想的要好。

根據目前的數據推算,格利澤581g表面可能沒有大氣存在,按照它和主恒星的距離,其表面的平均溫度大約為零下30攝氏度。

再根據朝陽面和背陽面的光熱進行反向推算,正面溫度可能比地球赤道的平均溫度要高一些。

當然,這是根據現有數據的猜測,如果格利澤581g表面存在大氣,那麼它產生的溫室效應將是地球是好幾倍。

格利澤581g大氣構成元素

這是基于格利澤581g質量的推算,由于前者的質量是地球的3倍到4倍之間,大氣作用效果肯定更加顯著。

部分科學家堅信,格利澤581g是有和地球一樣的大氣存在的。

因為該星球處于宜居帶上,水能夠以液態的形式存在,這些液態水在朝陽面蒸發為氣態,成為大氣的一部分。

宜居帶位置

溫度具有傳導性,朝陽面的溫度也會朝著兩面的交界處遞進,使得背后的冰塊不斷蒸發。

也就是說,朝陽面永遠都是酷暑炎炎,交界處可能是四季如春,背面則是永久的寒冬。

如果大氣真的存在,那麼格利澤581g就是人類理想的宜居星球。

它和地球最大的差別在于,地球有四季交替,而格利澤581g的四季則是固定的。

除此之外,相信大家都有這樣一個問題,為什麼格利澤581g在科學家的構想當中是呈現紫色的行星?

您曾了解過格利澤581g

紫色星球

地球之所以是藍色,主要是因為海洋占據了地表的大部分區域,在太陽光的折射下,成了藍色星球。

而火星呈現淡紅色,主要是表面的荒漠戈壁起到了作用,那麼格利澤581g的紫色又是什麼物質在起主導作用呢?

科學家指出,這是單純的色差問題,由于格利澤581g的主恒星是紅矮星,它散發的光芒更弱,顏色也呈現淡紅色的。

在昏暗的宇宙當中,顏色自然而然就偏向于紫色或者是其他顏色。

格利澤581g泛紫

如果對這顆星球進行近距離觀察,你可能并不會認為它是紫色星球,畢竟就連科學家都沒有真正見到過格利澤581g。

既然科學家沒有看到過格利澤581g,又是如何觀測到這顆行星的存在呢?

格利澤581g旋轉

這主要是依靠主恒星的光芒作出的判斷,由于行星本身是不發光的,即使有恒星光芒的折射,可觀測性仍舊可以忽略不計。

不過,當行星在科學家的天文望遠鏡觀測面穿過恒星的時候,會在其中留下一個「小黑點」 ,科學家可以以此判斷這里存在一顆行星或者是衛星。

再根據對這顆星球的進一步觀察定性,按照現有的數據勾勒出星球的模樣。

畢竟,再先進的天文望遠鏡也不可能在20光年之外,對一顆行星進行直接觀察。

天文望遠鏡結構

目前,格利澤581g和地球最大的區別在于它的公轉周期。

格利澤581g和主恒星的距離大約只有1000萬公里,相當于水星距離太陽的五分之一。

為了抵消恒星帶來的引力作用,它必須進行更快速度的周轉。

格利澤581g周轉一圈的時間大約為37個地球日,也就是說,該星球的一年,相當于地球的37天。

但這并不影響格利澤581g被科學家列入迄今為止,最像地球的系外行星。

按照這樣的說法,它的朝陽面可能已經出現了植被、森林、海洋、湖泊等等,或許生命也正在朝著某種方向演化!

格利澤581g外表

而背陽面則是像地球上的南北兩極一般,即便寒冷,也許仍舊有頑強的生物以某種特定的方式生存著。

不過,關于格利澤581g,英國的天文學界提出了不同的看法。

他們基于HARPS的觀測數據指出,格利澤581恒星系統只存在5個行星,所謂的格利澤581g根本不存在。

格利澤581星系

而美國高分辨率蠅眼探測器反饋的數據顯示,格利澤581g存在的機率高達99.9%。

究竟哪一方正確,我們無從得知,未來或許會有一定確鑿的定論。

宜居星球

假設格利澤581g真的存在于宇宙當中,未來人類有可能搬到這顆星球上居住嗎?

只能說有可能,但非常困難。

地球和格利澤581g相隔了大約20光年,也就是說即使以光速飛行也至少需要20年的時間。

人類目前最快的飛船連光速的千分之一都達不到,1光年的距離就能夠讓人類引以為傲的旅行者姐妹號跑上萬年的時間。

旅行者號飛行器與其他飛行器對太空的探索

所以,如今的人類想要走出奧爾特云都不現實,更別說移居到如此遙遠的星球了。

但是,人類的技術是未來可期的,尤其是對量子力學的研究,可能會促進人類技術的大飛躍。

未來,人類文明或許會以我們意想不到的形式走出太陽系,甚至是整個銀河系,真正迎來星際時代。

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