生命能够拥抱这样一片奇特的海洋吗。
艺术家笔下描绘的“格利泽1214b”。它正从它的主星前方越过。ESO
蛇夫座,距离地球大约47光年的地方,有一颗名为“格利泽1214b”的行星。天文学家发现,这个行星上有水。
“格利泽1214b”拥有一片由水汇聚而成的海洋。但没有人可以在这片海里游泳,也没有人能够在这片海上泛舟。因为虽然这是一片水的海洋,但它却不是液态的。
这颗行星和它的主星——一颗红矮星的距离非常近。它的上层大气并没有什么异样之处。那里含有丰富的水汽,也有水汽构成的云。虽然那里的气温高达280摄氏度。
但随着我们在它的大气中越来越深入,温度、压力开始变得更加极端。在那里,水的形态开始超越我们熟知的三种形态,变得非常古怪。
“格利泽1214b”表面有一片由“超临界态水”构成的海洋。
很多物质会在超高的温度和压力下转化为一种特殊的形态——超临界态。处于超临界态的物质同时拥有液态和气态的部分特性。它既是液态又是气态,既不是液态也不是气态。是一种所谓的“超临界流体”。
超临界流体可以被应用在工业上,但通常我们只能在实验室环境里制造它们。而在气压是地球218倍的“格利泽1214b”行星上,却有一片自然形成的全球性超临界态水海洋。
再往下,假如我们深潜到这片超临界态水海洋的下面,周围的环境会变得更加奇特。在那里,水会由气态转化成等离子体。所谓等离子体是指由失去了部分电子的原子组成的物质形态。物质一旦成为等离子体就会带上正电荷,变成一种既非液态也非气态的离子态物质。但它也同时拥有这两种经典形态的行为方式。处于等离子态的水密度要比超临界态水大,与此同时具有极强的导电性。
太阳以及许多恒星的大气实际上就是等离子体。太阳内部的等离子氢温度极高,可达5500摄氏度。“格利泽1214b”上的等离子水温度也很高,大约是3700摄氏度。但与太阳相比,还是差了一大截。
作为一个行星,变得如此极端,这背后的原因和它的身世有关。“格利泽1214”行星系统起源之时,其原行星盘的外缘富含水冰。这种情形和我们太阳系非常相似。“格利泽1214b”行星很可能就是在那里形成的,那个地方远在天文学家所谓的“雪线”——也就是由于和主星距离逐渐遥远,水开始凝固成冰的界线——之外。后来由于各种原因,这颗行星逐渐向内迁徙,来到了离其主星非常近的轨道上。而且不知何故,这个行星并没有在迁徙的过程中吸纳大量的气体氢和氮。结果就是,这个比地球大又比海王星和天王星小,质量是地球6倍的行星,变成了一个炽热的大号“冰月”。
星空天文系头条号签约作者