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

Gliese 12 b 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，Gliese 12 b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"Gliese 12 b"，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。

Gliese 12 b 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Gliese 12 b 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。

Gliese 12 b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，Gliese 12 b 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Gliese 12 b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)

Gliese 12 b：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。

Gliese 12 b 在系外行星研究中的意义

Gliese 12 b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Gliese 12 的冷红巨星运行，Gliese 12 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 Shishir Dholakia 说："Gliese 12 b 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 Larissa Palethorpe 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，Gliese 12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，Gliese 12 b 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Gliese 12 b 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Gliese 12 b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Gliese 12 b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 Masayuki Kuzuhara 与东京大学的项目助理教授 Akihiko Fukui 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，Gliese 12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（Michael McElwain）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Gliese 12 b这样的例子。