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一、jwst的“冷水”
:当“第二家园”
褪去滤镜2016年jwst发射前,王磊团队提交了“格利泽581c大气光谱分析”
的观测申请,理由是“验证宜居性最关键一步”
。
2021年望远镜入轨后,他们成了首批获得优先观测权的团队之一。
“我们像等待高考成绩的学生,”
王磊在团队日志里写,“十年积累的问题,全指望jwst给个答案:它有没有大气?大气里有没有氧气?表面温度是20c还是-50c?”
2022年3月的第一次观测结果就泼了冷水。
jwst的近红外光谱仪(nirspec)显示,格利泽581c的大气中,二氧化碳吸收线强度仅为模型预测的13,水蒸气线几乎消失。
“这就像你以为锅里炖着肉,掀开盖子发现只有几片菜叶,”
小陆比喻,“大气太稀薄了,根本锁不住热量。”
更糟的是“星冕物质抛射”
的痕迹。
2023年,团队用钱德拉x射线望远镜回溯格利泽581的历史数据,发现这颗红矮星在2010-2020年间爆发过17次超级耀斑,其中3次强度超过太阳耀斑的1000倍。
“每次耀斑都像鞭子抽打行星大气,”
王磊解释,“高能粒子流剥离气体分子,就像用吹风机吹蜡烛,慢慢把大气吹跑了。”
,!
模拟结果显示:格利泽581c诞生时可能有厚达10bar的大气(地球是1bar),但70亿年来被红矮星耀斑剥离了99,如今只剩01bar的稀薄二氧化碳——连火星的大气都比它厚10倍。
“它现在是颗‘裸岩行星’,”
小陆在论文里写,“表面温度-18c,和地球南极差不多,但大气太薄,液态水会直接升华成冰。”
二、潮汐锁定的“冰火两重天”
:被恒星“定格”
的世界第1篇幅提到格利泽581c可能“潮汐锁定”
,2024年ala毫米波望远镜的观测证实了这一点。
通过测量行星自转对恒星光谱的微小扰动,团队发现它的自转周期与公转周期完全一致:13天绕恒星一圈,同时自转一圈——永远只有一面朝恒星(昼半球),另一面永远黑暗(夜半球)。
“这像给行星装了个‘宇宙钟摆’,”
王磊在科普讲座上用地球和月球举例,“月球永远一面朝地球,格利泽581c则永远一面朝红矮星,像被钉在了轨道上。”
昼半球的景象触目惊心。
jwst的红外成像显示,受红矮星近距离照射(007天文单位),昼半球地表温度高达50c,岩石因热胀冷缩裂开,形成类似月球表面的“辐射纹”
;而夜半球温度-80c,大气中的二氧化碳凝结成干冰,覆盖在平原上像撒了层盐。
唯一可能的“宜居带”
是晨昏线(昼夜交界处),宽度仅几百公里。
这里的温度在-20c到0c之间,稀薄的大气偶尔能形成雾,但液态水仍会因气压太低而“沸腾”
(水在低压下沸点降低)。
“就像在高原上烧水,80c就开了,根本留不住液态水。”
小陆说。
团队用计算机模拟了“晨昏线生态”
:假设存在微生物,它们可能生活在地下洞穴或岩石缝隙中,靠化学合成获取能量(类似地球深海热泉生物)。
“但这只是猜测,”
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