美国国家航空航天局：一些冰冷的系外行星可能有可居住的海洋和间歇泉

（蜘蛛网eeook.com）据美国宇航局（威廉·施泰格沃尔德）：美国国家航空航天局的一项研究扩大了对太阳系以外生命的探索，表明17颗系外行星(太阳系以外的世界)可能在冰壳下有液态水的海洋，液态水是生命的必要成分。这些海洋中的水偶尔会以间歇泉的形式从冰壳中喷发出来。科学小组计算了这些系外行星上间歇泉活动的数量，这是第一次做出这样的估计。他们发现了两颗足够近的系外行星，这些爆发的迹象可以用望远镜观察到。

在宇宙中的其他地方寻找生命通常集中在位于恒星“可居住区”的系外行星上，在这个距离上，温度允许液态水在其表面持续存在。然而，如果有足够的内部热量，那么对于一颗太遥远太冷的系外行星来说，冰壳下仍然有海洋是可能的。这就是我们太阳系的情况，木星的卫星欧罗巴和土星的卫星恩克拉多斯的地下有海洋，因为它们受到主行星和邻近卫星引力的潮汐加热。

美国国家航空航天局的卡西尼号飞船在2010年11月30日拍摄了这张土卫二的照片。喷射流下部的恩克拉多斯天体的阴影清晰可见。图像：美国国家航空航天局/JPL加州理工学院/空间科学研究所

如果这些地下海洋有其他必需品，如能源供应以及生物分子中使用的元素和化合物，它们可能是生命的港湾。在地球上，整个生态系统在海底热液喷口附近的完全黑暗中茁壮成长，热液喷口提供能量和养分。

“我们的分析预测，这17个世界可能有冰覆盖的表面，但从它们的宿主恒星的放射性元素衰变和潮汐力中获得足够的内部热量，以维持内部海洋，”马里兰州格林贝尔特美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的林纳·奎克博士说。“由于它们经历了大量的内部加热，我们研究中的所有行星也可以以间歇泉样的羽状物的形式展示低温火山爆发。”奎克是10月4日发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文的第一作者。

该团队考虑了17颗已确认的系外行星的条件，这些行星大约与地球大小相同，但密度较低，这表明它们可能有大量的冰和水，而不是密度较高的岩石。尽管这些行星的确切成分仍然未知，但根据之前的研究对它们表面温度的初步估计都表明它们比地球冷得多，这表明它们的表面可能被冰覆盖。

这项研究通过使用木卫二和土卫二的已知表面亮度和其他属性作为模型进行重新计算，提高了对每个系外行星表面温度的估计。该团队还通过使用每个系外行星的轨道形状来获得潮汐产生的热量，并将其添加到放射性活动产生的热量中，从而估计了这些系外行星的内部总热量。表面温度和总加热估计给出了每个系外行星的冰层厚度，因为海洋在内部加热时会在表面冷却和冻结。最后，他们将这些数字与欧罗巴的进行了比较，并使用欧罗巴上间歇泉活动的估计水平作为保守基线来估计系外行星上的间歇泉活动。

他们预测地表温度比先前的估计低60华氏度(16摄氏度)。估计的冰壳厚度范围从比邻星b的约190英尺(58米)和LHS 1140 b的1英里(1.6公里)到MOA 2007 BLG 192Lb的24英里(38.6公里)，相比之下，木卫二的平均估计值为18英里(近29公里)。估计的间歇泉活动从开普勒441b的每秒17.6磅(约8千克/秒)到LHS 1140 b的每秒639，640磅(290，000千克/秒)和比邻星b的每秒1320万磅(600万千克/秒)，相比之下木卫二的每秒4，400磅(2，000千克/秒)。

Quick说:“由于我们的模型预测海洋可能会在相对靠近比邻星b和LHS 1140 b的表面发现，并且它们的间歇泉活动率可能会超过欧罗巴的数百到数千倍，望远镜最有可能探测到这些行星上的地质活动，”他于12月12日在加利福尼亚州旧金山举行的美国地球物理学联合会会议上提交了这项研究。

当系外行星从其恒星前面经过时，可以看到这种活动。某些颜色的星光可能会被间歇泉中的水蒸气变暗或遮挡。奎克说:“零星探测到的水蒸气，其中探测到的水蒸气量随时间而变化，这将表明低温火山爆发的存在。”水中可能含有其他元素和化合物，可以揭示它是否能支持生命。由于元素和化合物吸收特定“特征”颜色的光，对星光的分析将让科学家们确定间歇泉的成分，并评估系外行星的可居住性潜力。

对于像比邻星b这样没有从我们的有利位置穿过其恒星的行星，间歇泉活动可以通过强大的望远镜探测到，这些望远镜能够测量系外行星在绕其恒星旋转时反射的光。间歇泉会喷出系外行星表面的冰粒，这将导致系外行星显得非常明亮和反光。

这项研究由美国国家航空航天局的宜居世界项目、华盛顿大学的天体生物学项目和虚拟行星实验室资助，虚拟行星实验室是美国国家航空航天局系外行星系统科学协调小组的成员。