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第64章 罗斯128b

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罗斯128b的轨道参数同样耐人寻味。它与母星的平均距离约为0.049天文单位(约730万公里),仅为地球与太阳距离的4.9%。尽管距离极近,但由于罗斯128的光度仅为太阳的0.036倍(太阳光度为3.828×102?瓦),罗斯128b恰好位于恒星的宜居带内。根据能量平衡模型计算,若该行星拥有类似地球的反照率(约0.3),其表面平衡温度约为21℃——这与地球的平均温度(15℃)相当接近。当然,这只是理论值,实际温度还取决于大气层的温室效应:若存在浓密的大气,温度可能更高;若大气稀薄,则可能更低。但无论如何,这个温度区间为液态水的存在提供了可能。

岩质行星的本质:质量与半径的双重约束

要判断罗斯128b是否为“类地行星”,除了轨道位置,其组成成分同样关键。目前,科学家主要通过质量与半径的比值来推断行星的结构。罗斯128b的质量下限为1.35倍地球质量,而半径尚未被直接测量(因距离较近,凌日概率低,无法通过掩星法测半径)。但结合其质量与红矮星系统中岩质行星的常见特征,研究团队推测其半径可能在1.1-1.4倍地球半径之间。若半径接近1.2倍地球半径,其密度将与地球(5.5克/立方厘米)相当,表明主要由铁核、硅酸盐地幔和岩石地壳组成;若半径更大,则可能含有更多挥发性物质(如水或氢氦大气)。

另一种方法是利用恒星的光谱分析行星形成时的原行星盘成分。罗斯128的金属丰度(即除氢氦外元素的含量)约为太阳的0.1 dex(太阳金属丰度为log[Fe/H]=0,罗斯128约为-0.1),略低于太阳。一般来说,更高的金属丰度有利于岩质行星的形成,但罗斯128的金属丰度仍足够支持类地行星的存在。事实上,太阳系中的地球形成于金属丰度与太阳相近的环境中,而罗斯128b的母星金属丰度仅稍低,这暗示其可能拥有类似地球的岩质结构。

值得注意的是,罗斯128b的轨道偏心率极低(<0.1),几乎接近圆形。这种稳定的轨道意味着它接收到的恒星辐射变化很小,不会出现类似水星的极端温度波动。相比之下,许多系外行星的轨道偏心率高达0.5甚至更高,导致季节变化剧烈,不利于生命的稳定演化。罗斯128b的“圆轨道”特性,进一步提升了其宜居性评分。

母星活动的“温柔”:罗斯128的低耀斑优势

在系外行星宜居性评估中,母星的活动水平往往被低估。红矮星的耀斑活动会释放大量高能X射线和极紫外(EUV)辐射,这些辐射会与行星大气发生相互作用,导致大气分子电离并被恒星风剥离。以比邻星为例,这颗距离地球最近的M型红矮星(4.2光年)每年会发生数百次强耀斑,其b行星(比邻星b)的大气可能在数十亿年内被完全剥离。但罗斯128的表现截然不同:根据哈勃空间望远镜和XMM-牛顿卫星的观测,罗斯128的X射线通量仅为比邻星的1/10,极紫外辐射强度也低一个数量级。这种“安静”的状态,为罗斯128b保留大气提供了关键保障。

进一步分析罗斯128的磁场活动,科学家发现其自转周期约为117天(比邻星自转周期仅11天),较慢的自转意味着其磁场与恒星风的耦合更弱,产生的耀斑能量更低。此外,罗斯128的年龄(约50亿年)使其已度过“青少年”阶段的剧烈活动期——许多红矮星在形成后的前10亿年中会经历频繁的耀斑爆发,随着年龄增长,自转减慢,磁场活动逐渐平息。罗斯128b恰好诞生于这颗恒星“成熟”之后,这或许是它比其他红矮星系统行星更具优势的重要原因。

大气保留能力直接影响行星的表面环境。若罗斯128b拥有足够厚的大气(例如地球大气压力的0.1-1倍),不仅可以抵御恒星风的剥离,还能通过温室效应调节表面温度。例如,金星的大气压力是地球的92倍,尽管距离太阳更近,但其表面温度因失控的温室效应高达462℃;而火星因大气稀薄(仅为地球的0.6%),即使位于太阳系宜居带内,表面温度也低至-63℃。罗斯128b的大气厚度目前未知,但母星的“温柔”活动为其保留大气提供了有利条件。

与地球的“错位”:潮汐锁定与昼夜循环

一个常被提及的问题是:罗斯128b是否会被母星潮汐锁定?潮汐锁定是指行星因恒星引力的潮汐作用,最终以同一面朝向恒星的现象。对于近距离绕行的行星(轨道周期短于恒星的自转周期),这种锁定几乎是必然的。罗斯128b的轨道周期为9.9天,而罗斯128的自转周期为117天,显然行星的公转周期更短,因此它很可能被潮汐锁定。这意味着罗斯128b将拥有永恒的“白昼面”和“黑夜面”。

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