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系外行星LHS-1140b的表面可能完全被冰覆蓋，也可能擁有一片海洋，讓整顆星球看起來如同一只令人毛骨悚然的巨大眼球（最右為同比例下的地球）。丨Benoit Gougeon/University of Montreal

撰文 | Michelle Starr

翻譯 | 陳子鵬

編輯 | 二七

2017年，這顆系外行星曾被認定為太陽系外最有希望有生命存在的星球之一，現在這個可能性變得更高，但是哪里不太對勁。

乍看之下，系外行星LHS-1140b像是一顆“眼球”：這顆行星的表面全部覆蓋著海洋，但絕大部分都被掩藏在冰層之下，只有一片直徑約4000千米大小的液態海洋，像眼睛的虹膜一樣，久久地凝視著它的母星。

加拿大蒙特利爾大學的天體物理學家查爾斯·卡迪厄（Charles Cadieux）說：“在目前已知的所有溫帶系外行星中，LHS-1140b很可能是間接證明太陽系外天體表面存在液態水的最佳選擇。這將是尋找潛在宜居系外行星的一個重要里程碑?！?/p>

我們在幾年前發現了LHS-1140b，它的半徑大約是地球的1.73倍，質量是地球的5.6倍。盡管LHS-1140b比地球大，我們仍可視其為類地行星。它也比地球更接近它的恒星LHS-1140，公轉一周僅需25天。

如果恒星LHS-1140和太陽一樣，那這個軌道對生命來說就太近了。幸好，與太陽相反，它是一顆低溫、暗淡的紅矮星，因此恒星和系外行星之間的距離正好位于所謂的宜居帶。這意味著LHS-1140b表面的水既不會完全結冰，也不會蒸發殆盡。

圖片pixabay

即便如此，與母星如此接近意味著這顆系外行星很可能會被潮汐鎖定。也就是說，它的自轉周期會與公轉周期同步，所以總是以同一側面向恒星。月球也是如此被地球潮汐鎖定的，因此我們在地球上永遠看不到月球的背面。

該恒星系距離我們不到50光年，因而我們可以收集到系外行星穿過地球與恒星之間的連線時，恒星光線的具體變化。此時，一些星光會穿透行星的大氣層，其中的原子會吸收或放大特定波長的光。所以，只要能觀測是哪些波長的光線受到了影響，就能確定大氣層中存在哪種原子。

如此一來，研究人員能夠初步確定氮的存在，它是地球大氣的主要成分。如果LHS-1140b更偏向一顆氣態行星，就像一顆迷你海王星，它的大氣層應當更富氫。氮的存在還表明這是次級大氣——大氣的形成晚于行星誕生，而不是隨行星誕生同步形成的。

在去年發表的一項研究中，該團隊還結合LHS-1140b的質量和半徑計算其密度，結果是每立方厘米5.9克。對于純巖質行星來說這個密度有些偏小，基于觀測到的尺寸數據，更合適的猜想是這是一顆迷你海王星或海洋行星。如果排除掉迷你海王星，剩下的可能就只有一個：這是一顆表面全部被海洋覆蓋的系外行星。

不過考慮到潮汐鎖定，這片覆蓋全球的海洋可能不會像你想象的那樣“全球”。背對恒星的一側可能冷到足以結冰，只有面向恒星的一小片區域才能溫暖到足以融化，從而讓它看上去像是一顆掛在太空中的、令人毛骨悚然的詭異“眼球”。

然而，這片區域的表面溫度可能會達到20攝氏度——這對于一個繁榮的海洋生態系統來說，已經足夠溫暖了。

我們尚不能確定這顆星球的實際情況，但它看起來是迄今最有希望找到外星生態系統的系外候選者。所以可以篤定的是，未來會有更多科學家與那顆（可能的）奇怪“眼球”展開對視。

蒙特利爾大學的物理學家勒內·多永（René Doyon）說：“探測溫帶行星是否具有類地大氣層的工作正在將JWST的能力推向極限，不過這是可行的，我們只是需要足量的觀測時間?！?/p>

“目前我們需要更多數據來證實富氮大氣的存在。我們需要至少一年的觀測來確認LHS 1140b是否具有大氣層，可能還需要兩三年的觀測才能檢測出是否存在二氧化碳?！?/p>

相關論文已被《天體物理學雜志快報》（The Astrophysical Journal Letters）接收，預印本版本已發布于預印本文庫arXiv（未經同行評審）。

原文鏈接：

https://www.sciencealert.com/giant-eyeball-a-perfect-place-to-look-for-life-outside-the-solar-system

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