GJ 1214(恒星)
· 描述:一颗被水世界环绕的红矮星
· 身份:蛇夫座的一颗M型红矮星,距离地球约48光年
· 关键事实:其行星GJ 1214 b被认为是一个可能全球被深海覆盖的水世界蒸汽星球。
第一篇:蛇夫座里的“小矮人”与水世界——GJ 1214的静谧与惊奇
南半球智利的阿塔卡马沙漠,夜凉得像浸在冰水里。年轻天文学家李默裹着两层羽绒服,哈气在面罩上凝成白雾,眼睛却一刻不离控制屏——这是她追踪蛇夫座方向某片暗弱星区的第一百二十七个夜晚。望远镜传回的光变曲线像条安静的小溪,直到那个比针尖还细的“凹陷”突然出现。
屏幕上的曲线原本平稳起伏,代表恒星稳定的光芒。但在凌晨三点十七分,曲线突然向下滑了一毫米,深度只有0.003%,像溪水里落了片看不见的羽毛,随后又缓缓回升。李默的手指猛地攥紧桌沿:“不是噪声……是行星!” 这个发现,让一颗名为GJ 1214的“小矮人”恒星,从此在人类对“水世界”的想象中,占据了特殊的位置。
一、蛇夫座里的“红矮人”:宇宙中的长寿隐士
要认识GJ 1214,得先看懂它名字里的“身份密码”。“GJ”是“格利泽-近距”星表的缩写(Gliese Catalogue of Nearby Stars),专门收录距离地球25光年内的恒星,而“1214”是它在表中的序号。它藏在蛇夫座里——这个星座在夏夜的南方天空像条蜿蜒的大蛇,古希腊神话中是阿斯克勒庇俄斯(医神)的手杖,如今这根“手杖”上,挑着一颗不起眼的红矮星。
红矮星是什么?如果把太阳比作一个光芒四射的金发巨人,红矮星就是宇宙里的“红发小矮人”:体积只有太阳的1/5(直径约20万公里,比木星大一点),质量只有太阳的16%,表面温度2800℃(太阳是5500℃),亮度更是暗淡,只有太阳的0.3%。正因为“低调”,它们很难用肉眼看见,却占了银河系恒星总数的70%——就像城市里最常见的路灯,数量多却容易被忽略。
GJ 1214距离地球48光年,这个数字比之前的HD 近得多(150光年),意味着它的光只需48年就能抵达地球。当我们此刻看到它的光芒,其实是它在1975年发出的——那时中国还在使用粮票,美国的“海盗号”刚登陆火星。它已经默默燃烧了至少50亿年(和太阳年龄相仿),按红矮星“长寿”的特性,还能再烧几万亿年,直到宇宙尽头。
李默第一次在望远镜里“看清”它时,忍不住笑了:这颗恒星像颗暗红色的玻璃弹珠,光芒微弱却稳定,周围的星光都被它衬得更亮。它不像太阳那样耀眼,却用持久的温暖,悄悄孕育着一个可能全是海洋的星球——GJ 1214 b,那个被称为“水世界”的奇迹。
二、“凌日”奇遇:捕捉行星的“影子戏”
发现GJ 1214 b的过程,像一场精心编排的宇宙戏剧。2009年,李默所在的团队用“凌日法”扫描蛇夫座——这种方法简单说就是“看行星过马路”:当行星从恒星前面经过时,会像月亮遮太阳一样,让恒星的光暂时变暗。但想抓住这个瞬间,得满足三个条件:行星轨道侧对着地球、行星足够大、恒星足够亮(至少能被仪器“看见”)。
GJ 1214的亮度刚好符合要求——虽然暗,但哈勃望远镜的“眼睛”够尖。团队连续观测三个月,终于在第47次记录时,看到了那个重复的“凹陷”:每隔1天16小时45分钟,曲线就会准时凹下去一次,像闹钟一样准。计算结果显示,这颗行星的直径是地球的2.7倍(比海王星小一点),质量是地球的6.5倍,公转轨道半径只有200万公里(水星到太阳距离的1/3),公转一周只需38小时——也就是说,在GJ 1214 b上,“一天”比“一年”还长,太阳(哦不,是GJ 1214)每38小时才升起一次。
更惊人的是它的“体重”与“身材”不匹配:直径是地球的2.7倍,质量却只有6.5倍,平均密度只有地球的1/3(地球密度5.5克/立方厘米,它是1.8克)。这是什么概念?水的密度是1克/立方厘米,木星的密度是1.3克/立方厘米——GJ 1214 b的密度比木星还小,像个“充了气的”。天文学家立刻想到:它可能不是岩石行星,而是由轻元素组成的“气体球”,或者……全是水?
三、大气的“面纱”:哈勃望远镜的“嗅觉”
发现行星只是开始,真正让GJ 1214 b成为“明星”的,是它的神秘大气。2010年,哈勃太空望远镜对准这对伙伴,试图捕捉行星凌日时恒星光穿过大气的瞬间——就像阳光穿过地球大气时,蓝光被散射形成蓝天,行星大气中的元素也会吸收特定颜色的光,在光谱上留下“指纹”。
小主,这个章节后面还有哦,请点击下一页继续阅读,后面更精彩!
喜欢可观测Universe请大家收藏:(m.xtyxsw.org)可观测Universe天悦小说网更新速度全网最快。