事实证明,外星上有水,只是没有人类想象的那么多

一项新的研究发现,在系外行星上,水既普遍存在,又出人意料地稀少,在许多遥远的星球上都发现有水,但比预测的要少,这到底是为什么?

科学家们研究了19颗系外行星的大气数据,这些数据是由太空望远镜和地面望远镜收集的。这些外星世界的温度范围分布广泛,从近摄氏20度超过2000摄氏度,质量从10倍地球质量到超过600倍地球质量。在这些星球中,科学家们发现,在他们研究的19个外星世界中,14个中的水蒸气很常见。

当科学家们在对系外行星上的水蒸气进行详细测量时发现了这个奇怪的现象。不仅如此,除了水,在巨大的系外行星大气中最常检测到的化学物质是钠和钾。考虑到科学家对太阳系行星的了解,在系外行星上发现的钠和钾的含量与预期一致。然而,水汽含量明显低于预期。科学家表示,这是一个意外,也是一个惊喜。

研究人员对这些系外行星水量的预测,是基于我们太阳系中气态巨行星中潜藏的水量,而这一点仍不确定。因为事实上人类探测木星大气中的水的多项数据仍然不够充足,包括美国宇航局目前的“朱诺”任务,都面临着许多研究的挑战。

因此关于太阳系气体巨行星水量的预期是基于巨行星大气中相对于氢的碳含量明显高于太阳的碳含量的比较才得出。先前的研究表明,这种“超级太阳”的丰富起源于太阳系形成时,大量的含碳冰和尘埃降落或堆积在巨大的行星上。

之前的研究还表明,在巨行星的大气中,除了碳之外,某些元素的丰度也应该同样高,尤其是氧,它是宇宙中仅次于氢和氦的最丰富的元素。因此,这表明,水,宇宙中最常见的含氧分子,也应该在巨型行星的大气中过剩,在这些行星形成时以冰的形式积累。

这些发现表明,当巨型行星形成时,落入其中的冰可能比之前认为的要少。例如,如果巨型行星是由围绕在新生恒星周围的原行星圆盘上的物质堆积而成,那么这些星球可能会根据它们的形成地点和它们在原行星圆盘内的运动方式,积聚非常不同水平的化学物质,比如水。

因此如果可能有办法制造出一个氧含量不足的巨型行星,那么自然就有了水。因此通过观察系外行星,我们或许能够了解行星是如何在我们的太阳系中形成的奥秘。

地球上几乎所有有水的地方都有生命,所以发现其他行星系统的水比预期的要少可能意味着我们所知道的宇宙其他地方有生命的机会也更低。但是如果你看看地球,按质量计算,它并没有那么多的水。事实上,地球上的水稍微有些不足。因此,我们发现系外行星上的水含量较低,这对它们的宜居性来说未必是坏消息。

研究人员的目标是观察更多的系外行星,看看它们是否遵循他们发现的模式,或者寻找可能与这种趋势相反的异常值,最终发现行星形成的奥秘,以及宜居性的关键。