天文学家发现"系外金星"Gliese 12 b 距离地球仅40光年的潜在宜居世界

天文学家发现"系外金星"Gliese12b距离地球仅40光年的潜在宜居世界Gliese12b围绕着一颗距离我们只有40光年的红矮冷恒星运行，它有望告诉天文学家更多关于靠近恒星的行星是如何保留或失去大气层的信息。在这幅艺术家的构想图中，Gliese12b保留着稀薄的大气层。图片来源：NASA/JPL-Caltech/R.Hurt(Caltech-IPAC)这颗可能适合人类居住的行星被命名为"Gliese12b"，每12.8天绕其主恒星运行一圈，大小与金星相当，因此比地球略小，表面温度估计为42°C（107°F），低于迄今为止确认的5000多颗系外行星中的大多数。不过，这只是假设它没有大气层，而大气层是确定它是否适合居住的关键的下一步。Gliese12b的大气层可能与地球类似。它可能是金星的写照，金星经历了失控的温室效应，变成了一个400°C（752°F）的地狱。它也可能没有大气层，或者是太阳系中没有的另一种大气层。得到答案至关重要，因为这将揭示Gliese12b是否能保持适合液态水（可能还有生命）在其表面存在的温度，同时还能解开地球和金星的进化过程和原因如此不同的答案。Gliese12b绝不是第一颗被发现的类地行星，但正如美国宇航局所说，像它这样值得仔细观察的世界屈指可数。据估计，Gliese12b的大小可能和地球一样大，也可能略小于地球，与太阳系中的金星相当。这幅艺术家的概念图比较了地球与Gliese12b的不同可能解释，从没有大气层到有类似金星的厚大气层。图片来源：NASA/JPL-Caltech/R.Hurt(Caltech-IPAC)Gliese12b：詹姆斯-韦伯太空望远镜的主要目标它被称为"迄今为止发现的最近的、凌日的、温带的、地球大小的世界"，也是美国宇航局耗资100亿美元的詹姆斯-韦伯太空望远镜进一步调查的潜在目标。距离我们最近的类地行星--也可能是最著名的类地行星--是半人马座比邻星b，它距离我们只有4光年。然而，由于它不是一个凌日世界，我们还有很多东西要了解，包括它是否有大气层和孕育生命的潜力。大多数系外行星都是通过凌日法发现的，即从我们的视角看，行星从其恒星前方经过，导致主恒星亮度下降。在凌日过程中，恒星的光线也会穿过系外行星的大气层，一些波长的光线会被吸收。不同的气体分子会吸收不同的颜色，因此凌日提供了一组化学指纹，可以被韦伯望远镜等仪器探测到。Gliese12b在系外行星研究中的意义Gliese12b的意义还在于，它可能有助于揭示银河系中的大多数恒星--即冷恒星--是否能够孕育有大气层的温带行星，从而适合居住。由两个国际天文学家小组发现的"外金星"今天（5月23日）发表在《英国皇家天文学会月刊》上。它围绕着一颗名为Gliese12的冷红巨星运行，Gliese12距地球近40光年，位于双鱼座。研究人员的见解澳大利亚南昆士兰大学天体物理学中心博士生ShishirDholakia说："Gliese12b是研究绕冷恒星运行的地球大小的行星能否保留大气层的最佳目标之一，这是推进我们对整个银河系行星宜居性的认识的关键一步。"他与爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生LarissaPalethorpe共同领导了一个研究小组。系外行星的宿主恒星大小约为太阳的27%，表面温度约为太阳的60%。然而，Gliese12与这颗新行星之间的距离仅为地球与太阳之间距离的7%。因此，Gliese12b从恒星获得的能量是地球从太阳获得能量的1.6倍，约为金星的85%。了解大气影响太阳辐射的这种差异非常重要，因为它意味着地球表面温度在很大程度上取决于大气条件。与Gliese12b的估计表面温度42°C（107°F）相比，地球的平均表面温度为15°C（59°F）。Dholakia解释说："大气层会捕获热量，而且根据类型的不同，会大大改变实际的表面温度。我们引用的是行星的'平衡温度'，也就是行星在没有大气层的情况下的温度。这颗行星的科学价值主要在于了解它可能拥有什么样的大气层。由于Gliese12b获得的光量介于地球和金星从太阳获得的光量之间，因此它对于缩小太阳系中这两颗行星之间的差距很有价值"。Palethorpe补充说："人们认为，地球和金星最初的大气层是被剥离的，然后通过火山排气和太阳系残留物质的轰击得到补充。地球是宜居的，但金星由于完全失去了水而不适宜居住。由于Gliese12b的温度介于地球和金星之间，它的大气层可以让我们了解行星在发展过程中的宜居性途径"。研究人员与东京的另一个研究小组一起，利用美国国家航空航天局（NASA）的TESS（凌日系外行星巡天探测卫星）的观测数据，帮助完成了他们的发现。东京天体生物学中心的项目助理教授MasayukiKuzuhara与东京大学的项目助理教授AkihikoFukui共同领导了一个研究小组："虽然我们还不知道它是否拥有大气层，但我们一直把它看作是外金星，其大小和从恒星获得的能量与我们在太阳系中的行星邻居相似"。保留大气层的一个重要因素是恒星的风暴特征，红矮星往往磁性活跃，因此会产生频繁而强大的X射线耀斑。然而，这两个研究小组的分析结果表明，Gliese12并没有出现这种极端行为的迹象，这让人们希望格利泽12号b的大气层可能仍然完好无损。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究天体物理学家迈克尔-麦克尔文（MichaelMcElwain）是Kuzuhara和Fukui论文的合著者之一。为了更好地了解这些行星大气层和进化结果的多样性，我们需要更多像Gliese12b这样的例子。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432095.htm

不适合人类居住的金星提供了行星孕育生命潜力的重要经验

不适合人类居住的金星提供了行星孕育生命潜力的重要经验加州大学河滨分校天体物理学家、论文第一作者斯蒂芬-凯恩（StephenKane）说："我们通常认为地球是宜居性的典范，但如果孤立地考虑这颗行星，我们并不知道它的边界和局限性在哪里。金星给了我们这个答案。"该论文发表在《自然-天文学》杂志上，汇编了有关地球和金星的许多已知信息。论文还将金星描述为一个锚点，科学家可以从金星更好地了解其他恒星周围行星上不存在生命的条件。虽然金星的大气层也像高压锅一样能瞬间把人压扁，但地球和金星还是有一些相似之处。它们的质量和半径大致相同。考虑到金星与地球的距离很近，人们自然会想知道为什么地球会变得如此不同。许多科学家认为，日照通量（金星从太阳获得的能量）造成了温室效应的失控，从而毁掉了这个星球。"如果你认为地球接收到的太阳能是100%，那么金星收集到的就是191%。很多人认为这就是金星与众不同的原因，"凯恩说。"但请稍等一下。金星没有卫星，正是月球给了地球像海洋潮汐这样的东西，并影响了这里的水量。"这幅石版画展示了来自金星先驱、麦哲伦、TRACE和金星快车任务的金星图像。来源：美国国家航空航天局除了一些已知的差异之外，NASA对金星的更多任务将有助于澄清一些未知的问题。科学家们不知道金星核心的大小，不知道金星是如何达到目前相对缓慢的自转速度的，不知道金星的磁场是如何随着时间的推移而变化的，也不知道金星低层大气的化学成分。"金星没有可探测到的磁场。这可能与其核心的大小有关，"凯恩说。"内核的大小还能让我们了解行星如何自我冷却。地球的地幔循环着来自地核的热量。我们不知道金星内部发生了什么。"地球内部也会影响大气层。地球就是这种情况，我们的大气层主要是火山排气的结果。美国国家航空航天局（NASA）计划在本十年末对金星执行两项任务，凯恩正在协助这两项任务。DAVINCI任务将探测充满酸性物质的大气层，测量惰性气体和其他化学元素。"DAVINCI将测量从顶部到底部的大气层。凯恩说："这将真正帮助我们建立新的气候模型，并预测其他地方包括地球上的这类大气，因为我们会不断增加二氧化碳的含量。"由美国国家航空航天局喷气推进实验室领导的VERITAS任务不会在地球表面着陆，但它将使科学家们能够创建详细的三维景观重建，揭示这颗行星是否有活跃的板块构造或火山。"目前，我们绘制的地球地图非常不完整。了解地表的活跃程度与它随着时间的推移可能发生的变化是完全不同的。我们需要这两种信息，"凯恩说。最终，这篇论文出于两个主要原因，主张执行类似的金星探索任务。一是通过更好的数据，能够利用金星来确保对更遥远行星上生命的推断是正确的。"寻找宇宙中其他地方的生命让人清醒的是，我们永远无法获得系外行星的现场数据。我们不会去那里，不会登陆，也不会对它们进行直接测量，"凯恩说。"如果我们认为另一颗行星的表面有生命，我们可能永远都不会知道自己错了，我们会梦想着一颗有生命的行星却没有生命。我们只有通过正确认识我们可以访问的地球大小的行星，才能正确认识这一点，而金星给了我们这个机会。""研究金星的一个主要原因是，我们作为这个星球的看护者，有保护它的未来的神圣职责。我的希望是，通过研究产生今天金星的过程，特别是如果金星的过去比较温和，而现在却遭到了破坏，这对我们有借鉴意义。它可能发生在我们身上。"凯恩说。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428479.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428479.htm

锆石揭开了地球的早期历史：生命起源于"停滞的盖子" 而不是板块构造

锆石揭开了地球的早期历史：生命起源于"停滞的盖子"而不是板块构造板块构造涉及地球表面大型板块的水平运动和相互作用。新的研究表明，移动板块构造--被认为是创造一个宜居星球的必要条件--在39亿年前的地球上并没有发生。资料来源：罗切斯特大学插图/MichaelOsadciw板块构造使地球内部的热量逸出到地表，形成生命出现所需的大陆和其他地质特征。因此，罗切斯特大学地球和环境科学系教授约翰-塔尔杜诺说："一直有这样的假设，即板块构造对生命是必要的。但是新的研究对这个假设提出了质疑。"塔尔杜诺是小威廉-R-凯南（WilliamR.Kenan,Jr.地球物理学教授Tarduno是发表在《自然》杂志上的一篇论文的主要作者，该论文研究了39亿年前的板块构造，科学家认为在那时地球上出现了第一批生命的痕迹。研究人员发现，移动板块构造在这个时期没有发生。相反，他们发现，地球正在通过所谓的停滞盖子制度释放热量。结果表明，尽管板块构造是维持地球上生命的一个关键因素，但它并不是生命起源于类地行星的一个必要条件。"我们发现在生命最初被认为是起源的时候并没有板块构造，而在之后的几亿年里也没有板块构造，"Tarduno说。"我们的数据表明，当我们在寻找孕育生命的系外行星时，这些行星不一定需要有板块构造。"从锆石研究中走出的一条意外的弯路研究人员最初并不是为了研究板块构造。"我们研究锆石的磁化，因为我们正在研究地球的磁场，"Tarduno说。锆石是含有磁性颗粒的微小晶体，可以锁定锆石形成时的地球磁化。通过测定锆石的年代，研究人员可以构建一条追踪地球磁场发展的时间线。地球磁场的强度和方向因纬度不同而变化。例如，目前的磁场在两极最强，在赤道最弱。掌握了关于锆石磁性的信息，科学家可以推断出锆石形成的相对纬度。也就是说，如果地球动力的效率--产生磁场的过程--是恒定的，而磁场的强度在一个时期内是变化的，那么锆石形成的纬度也一定在变化。但是Tarduno和他的团队发现了相反的情况：他们从南非研究的锆石表明，在大约39亿到34亿年前的时期，磁场的强度没有变化，这意味着纬度也没有变化。因为板块构造学包括各种陆地的纬度变化，"板块构造运动很可能在这段时间没有发生，地球一定有另一种方式在清除热量"。进一步加强他们的发现后，研究人员在他们研究的西澳大利亚的锆石中发现了同样的模式。"我们并不是说这些锆石形成于同一个大陆，但看起来它们形成于同一个不变的纬度，这加强了我们的论点，即此时并没有发生板块构造运动，"Tarduno说。停滞的盖子构造：板块构造的替代方案地球是一个热引擎，而板块构造最终是地球热量的释放。但是，停滞不前的板块构造--它导致了地球表面的裂缝--是另一种允许热量从地球内部释放以形成大陆和其他地质特征的手段。板块构造涉及地球表面大型板块的水平运动和互动。塔杜诺和他的同事报告说，平均而言，过去6亿年来的板块至少在纬度上移动了8500公里（5280英里）。相比之下，停滞盖板构造学描述了地球最外层的行为就像一个停滞的盖子，没有积极的水平板块运动。相反，外层保持原位，而地球的内部却在冷却。源自地球内部深处的大型熔融物质羽流可以导致外层开裂。在从地球地幔释放热量方面，停滞的盖层构造不如板块构造那么有效，但它仍然可以导致大陆的形成。"早期的地球并不是一个表面上一切都死气沉沉的星球，"Tarduno说。"事情仍然在地球表面发生；我们的研究表明它们只是没有通过板块构造发生。我们至少有足够的地球化学循环由停滞的盖子过程提供，以产生适合生命起源的条件。"维持一个适宜居住的星球虽然地球是唯一已知的经历板块构造的行星，但其他行星，如金星，也经历了滞留盖板构造，Tarduno说。他说："人们倾向于认为，由于金星上发生的事情，停滞的盖层构造不会建造一个适合居住的星球。金星不是一个非常好的居住地：它有一个破碎的二氧化碳大气层和硫酸云。这是因为热量没有被有效地从行星的表面移除"。如果没有板块构造，地球可能会遇到类似的命运。虽然研究人员暗示，板块构造可能在34亿年后不久就在地球上开始了，但地质学界对具体日期存在分歧。"我们认为，从长远来看，板块构造对于消除热量、产生磁场和保持我们星球上的可居住性非常重要，"Tarduno说。"但是，在一开始，以及十亿年后，我们的数据表明，我们不需要板块构造。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367827.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367827.htm

天文学家在40光年外发现与地球大小相当的潜在宜居行星Gliese 12b,

天文学家在40光年外发现与地球大小相当的潜在宜居行星Gliese12b,天文学家现在计划分析Gliese12b,以确定它是否拥有类地大气,这可以揭示这颗系外行星是否能维持水在表面形成的合适温度-这是维持生命的基本物质。Gliese12b被标记为"迄今已知最近的、经过视向凌日、温和的地球大小世界",是美国宇航局95亿美元詹姆斯·韦伯太空望远镜未来探测的候选目标。一个国际天文学家团队使用美国宇航局的"过境系外行星巡天卫星"(TESS)确定了Gliese12b的位置。这些发现通常是使用"过境法"得到的-当行星横穿它的恒星时,会导致恒星亮度下降。在系外行星过境期间,来自恒星的光线穿过它的大气层,吸收某些波长,释放出可由像詹姆斯·韦伯这样的望远镜检测到的气体分子。研究团队发现,Gliese12b的轨道比地球更紧凑,意味着它更频繁地横穿其名为格列福12的冷红矮星,完成一个轨道需要12.8天。"Gliese12b代表了研究围绕冷星轨道的地球大小行星是否能保持其大气层的最佳目标之一,这是我们深入理解整个银河系上行星宜居性的关键一步,"澳大利亚南昆士兰大学天体物理学中心的博士生希希尔·多拉基亚说。这颗系外行星距离其矮星只有地球到太阳距离的7%,因此获得1.6倍的更多能量。然而,Gliese12b的宜居条件取决于它是否具有与地球相同类型的大气,这将使其温度接近我们星球上发现的59华氏度的平均温度。"大气层会阻挡热量,并且-取决于类型-可以大幅改变实际表面温度,"多拉基亚解释说。"我们引用的是这颗行星的'平衡温度',这是指如果它没有大气层的话它会达到的温度。"研究团队将Gliese12b与金星进行了比较,报告它的大小大致相同,从恒星获得的能量略低约85%。但由于金星没有大气层阻挡太阳的有害辐射,它发展出了温室效应,达到了752华氏度的温度。"地球是宜居的,但金星不是,因为它完全失去了水,"爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生拉丽莎·帕雷索普说。"因为Gliese12b的温度介于地球和金星之间,它的大气层可以为我们揭示行星在发展过程中所采取的宜居进程。"了解这颗系外行星是否可能宜居的一个重要因素是观察其恒星发出的风暴水平。通常,红矮星都具有强大的磁活性,会产生频繁的X射线耀斑,可能破坏大气层。不过,研究团队对此持乐观态度,因为格列福12恒星并未表现出任何极端风暴或行为的迹象。天文学家已经发现了大约5000颗这样的行星,但估计银河系中可能超过1万亿颗系外行星-到目前为止,只有少数被认为具备维持生命所需的环境。"我们只知道少数几个与地球类似的温和行星,它们既足够接近我们,又符合这种研究所需的其他标准,"NASAgoddard航天飞行中心的研究天体物理学家迈克尔·麦克尔文说,他也是Gliese12b研究的合著者。"为了更好地理解这些行星大气层的多样性以及它们的演化结果,我们需要更多像Gliese12b这样的例子,"他补充说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432358.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432358.htm

在银河系寻找金星区行星的行动已经开始

在银河系寻找金星区行星的行动已经开始为了找到答案，天文学家们提议利用詹姆斯-韦伯太空望远镜来观察存在于金星区的五颗系外行星。加利福尼亚大学河滨分校（UCR）的天体物理学家斯蒂芬-凯恩在2014年首次提出，金星区是一个恒星周围的区域，那里太热了，行星不能有任何剩余的水，但又没有热到失去大气层。天文学家定期训练他们的仪器，以找到仍然保留液态水的行星，因此可能具有形成生命的"恰好"条件。观察金星区的系外行星可以帮助天文学家更好地了解我们自己的行星邻居。例如，如果在金星区发现一颗散发甲烷或氧化亚氮等气体的系外行星，这可能表明存在生命。加州大学洛杉矶分校博士生科尔比-奥斯特伯格说："在外金星上探测到这些分子将表明金星区可能存在宜居世界，并加强金星过去存在温带时期的可能性。"奥斯特伯格领导了一项研究，从300颗金星的名单中找出五颗类似金星的行星，作为进一步调查的理想候选者。在缩小名单的过程中，奥斯特伯格和她的同事查看了包括大小、质量、密度、轨道路径和与恒星的距离等标准。研究人员建议詹姆斯-韦伯太空望远镜在2024年观察这些行星，作为其正在进行的星系探索的一部分，它最近在该星系中发现了第一个外行星。为此，他们还寻找了那些围绕相对明亮的恒星运行的行星，以便让韦伯在最佳光线下观察它们。科学家们还希望发现的是，最近在金星上发现的火山活动是否正常，其缺乏构造活动是否典型。韦伯观测所收集的数据将被添加到美国宇航局即将进行的两项金星探索任务的发现中。DAVINCI将分析金星的大气层，VERITAS将绘制金星的三维景观。所有这些新信息的结果可以帮助天文学家了解为什么地球和它最近的邻居有如此鲜明的条件，以及金星上的地狱般的大气层是否构成了我们地球人需要担心的东西。或者正如凯恩所说。"是地球奇怪还是金星奇怪？可能是其中一个以不寻常的方式进化，但当我们在太阳系中只有两颗行星金星和地球可以拿来对比分析时，很难回答这个问题，系外行星的探索将给我们提供统计能力来解释我们所看到的差异"。如果探索发现金星区的所有行星都走我们火热的行星邻居的路，凯恩说这确实可能是一个值得关注的原因。"这将是对我们地球人的一个警告，因为危险是真实的，"他说。"我们需要了解那里发生了什么，以确保它不会发生在这里。"这项研究已经发表在《天文学杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350671.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350671.htm

对地球磁场及板块构造的新研究正挑战现有生命出现理论

对地球磁场及板块构造的新研究正挑战现有生命出现理论佛罗里达州立大学(FSU)一名教员的研究正在帮助揭示更多有关地球上生命起源所需条件的信息。助理教授理查德·博诺(RichardBono)是一个多机构团队的成员，波诺详细解释了该团队的发现及其对板块构造和地球生命起源的影响。板块构造涉及地球表面大板块的水平运动和相互作用。新的研究表明，移动板块构造——被认为是创造宜居行星所必需的——39亿年前地球上并没有发生。图片来源：罗切斯特大学插图/MichaelOsadciw研究表明，地球磁场在3.9至34亿年前是稳定的，这与已知最古老的化石相对应。与从单个地点获取数据的早期研究不同，研究人员测量了在两个独立的古代大陆块的矿物锆石中发现的磁性载体。研究结果表明，磁场在超过5亿年的时间里一直保持稳定且几乎相同。这种不变的场可以用固定不动的大陆来解释，但在地球历史的大部分时间里，构成大陆的岩石板块在地球表面不断运动——这种现象称为板块构造。这一发现有助于我们确定移动板块构造可能何时开始。为什么这很重要？板块构造被认为是地球上生命存在的基本因素之一。当今大陆和海洋以及像盘古大陆这样的超级大陆的构造是由于板块构造造成的。通过岩石地壳的形成和破坏，板块构造被认为可以控制生命所需元素的循环。然而，移动板块构造开始的时间尚不清楚。如果地球上的生命起源于大约38亿年前，那一定是在这个停滞时期。这一发现表明，现代移动板块构造并不是生命起源的必要条件，这扩大了我们对行星宜居因素的理解。那么这项研究如何扩展了我们对地球现有的了解？先前的研究记录了早在42亿年前就存在来自地核的磁场的证据。但该数据仅来自澳大利亚。因为它来自一个大陆，所以无法用它来检测板块运动。这项研究添加了来自不同大陆的新数据，使我们能够研究不同地点场强的相对变化，这有助于推断可能的板块运动。研究人员在分析了在澳大利亚和南非实地考察期间收集的岩石样本，以寻找尺寸小于一毫米的单个锆石颗粒，并在罗切斯特大学的磁屏蔽实验室中通过用激光加热样品颗粒并使用超高灵敏度磁力计测量磁化强度的变化来测量样品的磁化强度，同时还在加拿大地质调查局使用超高分辨率离子微探针测量了每个锆石颗粒的年龄。利用这些新数据，新的统计分析可以将其与现有的板块运动模型进行比较，在新数据集中看到的情况无法用至少过去6亿年来板块构造过程的正常变化来解释。这项研究是由罗切斯特大学教授JohnTarduno领导的多机构共同努力，其他合著者来自加拿大地质调查局、加州大学圣克鲁斯分校、约翰内斯堡大学、威特沃特斯兰德大学、亚利桑那大学、夸祖鲁-纳塔尔省和日本地质调查局。该研究得到了国家科学基金会的支持。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369461.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369461.htm