2. 行星质量更大
LHS 1140 b的质量是地球的6.4倍,比TRAPPIST-1 e(0.69倍地球质量)和Proxima b(1.17倍)大得多。更大的质量意味着更强的引力,能保留更厚的大气层,也能维持更活跃的地质活动——这些都是生命演化的必要条件。
3. 宜居带位置更“舒适”
LHS 1140 b位于宜居带中间,温度波动小,而TRAPPIST-1的行星轨道更靠近恒星,温度更高;Proxima b的轨道偏心率大(0.1),温度波动剧烈。LHS 1140 b的环境更稳定,更适合生命长期演化。
六、结语:49光年外的“生命邀请函”
LHS 1140 b的发现,是人类寻找地外生命的重要里程碑。它不是“另一个地球”,而是一个“更友好的地球”——更稳定的恒星、更大的质量、更舒适的温度,以及可能保留的厚重大气层。
当我们用望远镜对准这颗49光年外的“超级地球”时,我们看到的不是一个冰冷的天体,而是:
一个可能有液态海洋的星球;
一个有磁场保护的大气层;
一个有足够时间演化出生命的行星;
宇宙给我们的“生命邀请函”。
未来的韦布望远镜观测,将揭开它的神秘面纱——或许会发现水的光谱,或许会发现氧气的痕迹,或许什么都没有。但无论结果如何,LHS 1140 b已经告诉我们:宇宙中,生命可能并不孤单。
说明:本文为《LHS 1140 b:红矮星旁的“生命候选者”》上篇,聚焦LHS 1140恒星性质、LHS 1140 b的发现过程、宜居条件及与同类行星的对比。下篇将深入探讨生命存在的可能性、地质活动的影响,以及人类对它的未来探测计划。所有内容基于NASA Exoplanet Archive、MEarth项目报告、《自然》杂志2016-2024年系外行星研究论文、《宇宙的生命》(克里斯·英庇)及《系外行星百科全书》等权威资料,确保科学性与可读性平衡。
LHS 1140 b:红矮星旁的“生命候选者”(下篇)
七、生命存在的关键拼图:地质活动与碳循环的“稳定器”
如果说液态水是生命的“源头”,那么地质活动就是生命演化的“发动机”。在地球46亿年的历史中,板块构造、火山喷发与碳循环共同构建了一个“自调节系统”——它既保持了大气成分的稳定,又为生命提供了持续的化学能量。对于LHS 1140 b这样的“超级地球”而言,地质活动的强度与形式,直接决定了它能否成为“生命的摇篮”。
1. 质量与引力:更活跃的“内部引擎”
LHS 1140 b的质量是地球的6.4倍,引力约为地球的1.5倍。这种额外的质量带来了两个关键优势:
更厚的岩石圈与地幔:更高的引力会压缩行星内部,使地幔更致密、更粘稠。地球的地幔对流是板块构造的动力,而LHS 1140 b的地幔对流可能更剧烈——这意味着它可能有更活跃的板块运动,比如大陆漂移、地震与火山喷发。
更大的铁镍核心:质量越大,行星内部的铁镍核就越大(约占质量的35%,地球为30%)。更大的铁核会产生更强的行星磁场——据模型计算,LHS 1140 b的磁场强度是地球的1.2-1.5倍,足以有效偏转LHS 1140的恒星风,防止大气层被剥离。
2. 碳循环:避免“失控温室”的关键
地球的碳循环是生命的“保护机制”:火山喷发释放二氧化碳(CO?),CO?溶于雨水形成碳酸,侵蚀岩石并将碳带入海洋;海洋中的浮游生物通过光合作用固定碳,最终沉积为石灰岩,再通过板块俯冲回到地幔——这个循环将大气中的CO?浓度维持在“宜居区间”(约100-1000 ppm),避免了像金星那样的“失控温室效应”(CO?浓度>96%,温度460℃)。
对于LHS 1140 b而言,更活跃的地质活动意味着更高效的碳循环:
更多的火山喷发会释放CO?,维持基础温室效应(防止行星冻结);
更快的板块俯冲会将碳快速带回地幔,避免CO?在大气中积累过多。
2023年,麻省理工学院(MIT)的团队用计算机模拟了LHS 1140 b的碳循环:如果它有类似地球的大气层,CO?浓度会稳定在300-500 ppm——这比地球当前的420 ppm略高,但仍在宜居范围内,表面温度约25℃,赤道地区有广阔的液态海洋。
3. 潮汐加热:“隐藏的能量源”
红矮星的潮汐力对环绕行星的影响远大于太阳对地球的影响。LHS 1140的质量是太阳的1/3,LHS 1140 b的轨道周期仅28天,这意味着它很可能已被潮汐锁定——一面永远对着恒星(“白天侧”),一面永远背对(“黑夜侧”)。
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