科学家或许发现第一颗系外卫星：可能"非常适合居住"

iamkfeng

北京时间11月28日消息，系外卫星是指在太阳系之外围绕某颗行星——称为“系外行星”——运转的卫星。自2009年至今，美国国家航空航天局（NASA）的开普勒探测器和凌日系外行星巡天卫星（TESS）任务已经发现了将近4000颗系外行星，但天文学家只对一颗系外卫星进行了描述，并且仍然不确定它是不是一颗卫星。

　　2018年10月，美国哥伦比亚大学的天文学家大卫·基平（David Kipping）和他的研究生亚历克斯·提彻（Alex Teachey）在《科学进展》（Science Advances）杂志上首次报告了这颗潜在的系外卫星。

　　利用NASA的哈勃太空望远镜，两位研究者分析了系外行星开普勒-1625b（Kepler-1625b）飞过恒星时的观测数据。这是一颗体积与木星相仿的行星，它在经过恒星时会遮挡部分光线。通过对恒星光变曲线的分析，就能确定行星的特征。

　　这种观测方法被称为凌日（掩星）法。天文学家正是利用该方法发现了数千颗系外行星。不过，在观察开普勒-1625b飞过恒星前方的过程时，研究者发现了两个惊喜。首先，这颗系外行星飞过恒星的时间比预计的早了1.25小时，这表明某些东西正在对其产生引力牵引作用。其次，在行星完全经过恒星前方之后，光变曲线中出现了一个很浅的缺口，这可能暗示着开普勒-1625b背后还拖着一颗卫星。

　　大卫·基平说：“我们已经尽可能排除了其他可能性，比如探测器误差、系统中其他行星的活动，或者其他恒星的活动等，但我们无法找到其他任何一个假说，能解释我们手上的所有数据。”

　　这颗潜在的系外卫星体积与海王星相当，大约为开普勒-1625b的三分之一。一般卫星的体积通常比它绕行的行星小得多，因此这样的体积相当惊人。就目前的行星-卫星系统形成模型而言，这样的卫星如果真的存在，那应该是非常罕见的。

　　据推测，开普勒-1625b的质量大约是木星的几倍，而潜在卫星的质量可能仅是它的1.5%。这种质量比例类似地球和月球。在地月系统中，月球被认为是岩石行星碰撞的残骸形成的。不过，天文学家认为开普勒1625b及其可能存在的卫星属于气态星球，并不是由岩石组成，因此这颗系外卫星可能是通过不同的过程形成的。

　　“我们现在还不能急着打开香槟庆祝，”亚历克斯·提彻说，“但一切看起来很令人兴奋，很吸引人，可能也很有说服力。”

　　在系外卫星上寻找生命？

　　一些科学家宣称，系外卫星可能是“非常适合居住”的世界，这意味着它们是很好的生命演化场所。这是因为，这些卫星并不会局限于利用来自系统中母恒星的光能，相反地，它们能从其他地方获取能量，例如：

　　反射光。来自附近行星的反射光或热辐射可以提供长期稳定的温度，并可能促进生命的演化和繁衍。

　　放射性元素。诸如铀、氡等放射性元素可能存在于类似地球体积的系外卫星的岩层深处，随着时间推移，这些元素缓慢衰变，将热量释放到卫星表面。

　　潮汐力。一颗大型系外行星——如木星或土星的体积——的引力可能会牵扯系外卫星，产生潮汐力，类似于月球对地球的引力作用产生的潮汐变化。当岩石组成的系外卫星表面受到系外行星引力的牵引时，所产生的热量就能到达卫星表面。

　　在我们所处的太阳系中，大约存在着175颗卫星。其中许多卫星都具有上述特征，有两颗还成为寻找外星生命的有力候选：木星的卫星欧罗巴（木卫二）和土星的卫星恩克拉多斯（土卫二）。

　　这两颗卫星都具有冰冻的表面，覆盖着由行星引力作用造就的蜿蜒条纹，温度不超过摄氏零下128度。然而，就在它们表面以下几公里的位置，都存在着巨大的液体海洋，含有超过地球水体总量的液态水。有液态水存在的地方，就可能存在生命。

　　其他系外卫星在哪里？

　　一些天文学家估计，银河系中可能有很多这种具有亚表面海洋的冰冻卫星，它们的数量或许是类地行星的100到1000倍，但非常难以发现。

　　开普勒-1625b的母恒星距离地球约8000光年，这一距离使其从地球上看只是非常小的光点，但通过先进的探测技术，科学家能发现行星经过它前方时产生的微弱轮廓。对于开普勒-1625b的这颗卫星，由于它的体积很大，因此探测起来相对较为容易。然而，对于其他体积类似欧罗巴——相当于地球体积的四分之一——的系外卫星，探测它们在恒星前方经过时留下的信号“缺口”就不那么容易了。在目前的技术条件下，这些缺口太小，无法被清晰辨认。因此，想要找到更多的系外卫星，我们还需要多一点耐心