美國宇航局的一項研究表明，17顆系外行星可能在冰下擁有支援生命的海洋，潛在的間歇泉是由內部加熱驅動的。 該研究將這些系外行星與木衛二和土衛二進行了比較，加強了對宇宙中生命的搜尋。
美國宇航局的一項研究擴大了對太陽系外生命的搜尋，表明17顆系外行星（太陽系外的世界）可能在冰冷的地殼下有液態水的海洋，這是生命的基本組成部分。 來自這些海洋的水偶爾會像間歇泉一樣從冰殼中噴發。 科學團隊計算了這些系外行星上的間歇泉活動量，這是第一次做出這些估計。 他們確定了兩顆系外行星，它們距離足夠近，可以用望遠鏡觀察這些噴發的跡象。
在宇宙其他地方尋找生命通常集中在恆星“宜居帶”的系外行星上，在溫度允許液態水在其表面持續存在的距離。 然而，如果一顆太遠太冷的系外行星有足夠的內部熱量，那麼它的冰殼下可能還有海洋。 在我們的太陽系中，木星的衛星歐羅巴和土星的衛星土衛二都有地下海洋，因為它們被主行星和鄰近衛星的引力引起的潮汐加熱。
如果這些地下海洋有其他必需品，例如能量**以及生物分子中使用的元素和化合物，它們可以孕育生命。 在地球上，整個生態系統在熱液噴口附近的海底完全黑暗中茁壯成長，熱液噴口提供能量和營養。
“我們的分析**，這17個世界可能有冰覆蓋的表面，但從放射性元素的衰變和來自宿主恆星的潮汐力中獲得足夠的內部熱量來維持內海洋，”美國宇航局戈達德太空飛行中心的Lynnae Quick博士說。 “由於它們所經歷的內部加熱量，我們研究中的所有行星也可能以間歇泉狀羽流的形式表現出低溫火山噴發。 Quick是最近發表在《天體物理學雜誌》上的一篇關於該研究的文章的主要作者。 在他們的深入研究過程中，該團隊深入研究了17顆已確認的系外行星的狀況，這些系外行星的大小與地球相似，但密度較低。 這表明這些行星可能含有大量的冰和水，而不是更緻密的岩石。 雖然我們不知道這些行星到底是由什麼組成的，但先前研究對它們表面溫度的初步估計表明，它們比地球冷得多，這可能意味著它們的表面被冰覆蓋。 通過使用已知的表面亮度和醃製。
2.以土衛二等其他特徵為模型，對每顆系外行星的表面溫度進行重新計算和優化。
該團隊還利用行星軌道的形態來計算潮汐產生的熱量，並將其計入預期的放射性活動熱量，從而估計這些系外行星的總內部熱量。
表面溫度與總熱量的估計揭示了每顆系外行星冰的厚度——海洋在表面冷卻和凝固，同時從內部獲得熱量。 最終，他們將這些資料與木衛二的資料進行了比較，並使用木衛二上間歇泉活動的估計水平作為系外行星間歇泉活動的保守基準。 它們的**表面溫度比以前的估計低60華氏度（約33攝氏度）。 冰殼厚度的估計範圍為比鄰星B的約190英呎（58公尺）和LHS 1140 B的1英里（1）6 公里）到 2007 英里 （24） 的 MOA 192LB6公里），而木衛二估計平均厚度為18英里（近29公里）。從克卜勒 441b 到每秒 17 次的間歇泉活動估計LHS 1140b 為 639,640 磅（約 8 公斤）至 639,640 磅（290,000 公斤），比鄰星 B 為 1,320 萬磅（600 萬公斤），而歐羅巴為 4,400 磅（2,000 公斤）。
由於我們的模型**，可以在比鄰星B和LHS 1140 B的表面附近找到海洋，它們的間歇泉可能比木衛二活躍數百到數千倍，因此望遠鏡最有可能探測到這些行星上的地質活動，“Quick說，他於12月12日在三藩市舉行的美國地球物理聯盟會議上介紹了這項研究。 加州。
當係外行星經過它們的恆星前方時，可以看到這種活動。 某些顏色的星光可能會被間歇泉的水蒸氣變暗或阻擋。 “零星的水蒸氣檢測，其中檢測到的水蒸氣量隨時間變化，表明存在**山噴，”Quick說。 水可能含有其他元素和化合物，可以揭示它是否可以支援生命。 由於元素和化合物吸收特定“標誌性”顏色的光，因此對星光的分析將使科學家能夠確定間歇泉的組成並評估系外行星的宜居潛力。
對於像比鄰星B這樣的行星，它們不會從我們的有利位置穿過我們的恆星，間歇泉活動可以通過強大的望遠鏡探測到，這些望遠鏡能夠測量系外行星繞恆星執行時反射的光。 間歇泉會排出系外行星表面的冰冷顆粒，這將使系外行星顯得非常明亮和反射。
參考資料： Lynnae C quick、aki roberge、guadalupe tovar mendoza、elisa v.金塔納和艾莉森 A“冷海洋行星**山活動的前景”，作者：Youngblood，2023年10月4日，《天體物理學雜誌》。
doi： 10.3847/1538-4357/ace9b6
該研究由美國宇航局的宜居世界計畫，華盛頓大學的天體生物學計畫和虛擬行星實驗室資助，虛擬行星實驗室是美國宇航局系外行星系統科學協調小組的成員。