GJ1214b
简介科学家最新发现一颗表面富含大量水资源的岩石行星，而且距离地球非常近，未来科学家将进一步揭示该系外行星表面的大气层状况。这颗系外行星目前被命名为“GJ1214b”，[1]距离地球仅40光年，它环绕着一颗红矮星运行，它是当前发现的唯一一颗超级地球系外行星――质量在地球和海王星之间，并具备稳定的大气层。美国马萨诸塞州哈佛－史密逊天体物理学研究中心的大卫·查邦纽（DavidCharbonneau）是该项研究的负责人，他说：“从天文学角度上讲，GJ1214b是我们的邻居，它与地球之间的距离非常近，甚至我们的电视信号都可以抵达这颗行星。”
概述GJ1214b是一颗极像地球的行星，之所以说极像地球，是因为它上面富含丰富的水资源。
GJ1214b距离地球约40光年，约由75%的水和25%的岩石构成，有稳定的大气层；体积约为地球的2.7倍，质量是地球的6.5倍，温度高达200摄氏度，被称为超级地球。
GJ1214b环绕着一颗比太阳小且温度低的红矮星运行，它与该恒星仅209万公里，公转一周只需38小时。尽管该恒星的表面亮度只有太阳的1/3000，但由于两者之间很近，所以GJ1214b的温度仍高达200多摄氏度。
最早观测哈佛——史密森天体物理学中心的贝尔塔是最早观察到GJ1214b的行星的人员之一，他指出，该行星上的水可能以“七冰”（一种水的结晶体，存在于气压为地球海平面2万倍的环境下）的形式存在。
GJ1214b行星表面有某种东西阻碍来自红矮星的光线进入，天文学家推测，很可能是由氦气和氢气组成的大气层。科学家准备动用哈勃太空望远镜研究GJ1214b大气层的具体成分。哈佛大学天文学教授大卫·查邦纽（DavidCharbonneau）称：“它距离地球很近，哈勃能够探测到他的大气并分析其成分。”
据报道，发现这颗行星的装备并不高级，仅仅是地面上的一台业余40厘米口径望远镜。
特点GJ1214b是一颗最近被发现的类地行星。它距离地球40光年，表面四分之三都被深海覆盖。这是人类第一次在太阳系外发现的饱含液态水的行星，与此并存的却是常年190度的高温。行星的发现者大卫·沙博诺认为，GJ1214b上充满灼热而浓厚的水蒸气，这样的环境也许并不适合地球形态的生命存在，但有可能发现其他形态的生命。
GJ1214b行星的体积是地球的3倍，质量是地球的6.5倍，它是迄今发现的第二颗最小系外行星，此前有一颗叫做“CoRoT-7b”的行星，体积仅是地球的1.7倍，质量是地球的5倍。
CoRoT-7bCoRoT-7b行星之所以被天文学家认为是一颗罕见的岩石系外行星，是因为天文学家在地球上进行凌日观测时发现它呈现暗淡色。天文学家通过凌日法能够计算出行星的体积和密度，查邦纽的研究小组认为CoRoT-7b很可能是一个具有固体内核的“水世界”，此外它还具备一个密集的大气层，大气层是由氢气和氦气构成。
猜测正常情况下，一颗与特殊类型恒星保持如此距离的行星会非常炽热，其表面温度可使任何水成为水蒸汽形成。但是科学家认为CoRoT-7b行星的密集大气层可形成一种高压环境，从而使行星表面的水保持液态，然而这仅是一种猜测而已。
美国麻省理工学院天体物理学家萨拉·西格（SaraSeager）说：“至于这颗系外行星的温度究竟达到多少度，目前我们还无法知晓。我认为这颗行星表面并不存在液态水，这是因为这颗行星的温度太高，我推测该行星上的水资源处于超流体状况，之后很快就会被蒸发。”据悉，他刚出版了一本介绍系外行星的书――《地球之外是否有生命？寻找系外行星适宜居住区域》。
深入研究目前，天文学家计划下一步对该行星的大气层进行深入研究，该大气层存在着许多不确定因素，首先，大气层的压力是至关重要的，这对于行星表面存在生命体很关键；其次，密集的大气层会阻挡射入行星表面的微弱恒星光线。
查邦纽说：“如果将太阳比作是一个1000瓦灯泡，那么CoRoT-7b的恒星就是一个3瓦灯泡。”
西格称，无论这颗行星具有什么样的构成成分，天文学家都对这项发现感到兴奋和惊喜！目前我们真正地发现一颗比地球大的行星环绕一颗较小的恒星运行，而且它与恒星之间的距离处于适宜生命存在区域。令我们兴奋的是它非常接近我们的地球，仅有40光年的距离。
据悉，CoRoT-7b行星是天文学家通过一组小型地面望远镜观测到的，该项研究报告详细发表在本周出版的《自然》杂志上。
发现和研究40光年外的深海星球在最近十年里，天文学家观测星系的视角，开始逐渐从太阳系以内转向更远的范围。寻找类地行星，一直以来都是天文观测者的目标所在，而能在广袤宇宙间发现地外生命，则是每一个仰望星空者的夙愿。
一般来说，天文学家都会通过观测恒星星系来寻找类地行星，大卫·沙博诺介绍说。因为超出太阳系的范围，天文学家很难观测到亮度较为暗淡的行星，恒星则更明亮些，比较容易观测到。发现一颗太阳系外的类地行星，通常的过程是，科学家先确定一颗恒星是否和太阳类似，继而再去推算，在环绕着它运转的那些行星当中，是否有条件产生出一颗和地球相似的行星。
大卫·沙博诺在哈佛大学天体物理研究中心（CFA）领导一只国际天文研究团队，寻找类地行星是他的主要工作之一。最近，沙博诺的团队在距离地球40光年的地方发现了一颗类地行星，他们将这颗行星暂时命名为GJ1214b。12月17日，《自然》杂志刊登了关于行星GJ1214b的所有数据，而《时代》则报道说，在这个发现行星根本不足为奇的年代里，GJ1214b还是会以其“不同寻常”的特征，“占据各大媒体的首页”。因为这颗行星跟之前天文学家发现的所有太阳系外行星相比，尺寸理想，温度也还算适宜，最重要的是，这颗行星75%的区域都被深海覆盖着。这是我们迄今为止在在地球之外发现的第一颗饱含液态水的星球。不同寻常的“超级地球”这是一颗“超级地球”（super-earth），《自然》杂志这样描述行星GJ1214b。不过这不是什么赞美之词，而是一个天文学上的特殊概念。“超级地球是指那些质量是地球1-10倍的类地行星。”《自然》解释道。GJ1214b的质量是地球的6.6倍，所以被划入超级地球的类别。
目前沙博诺和他的团队正在进一步研究这颗行星的形态，以及它可能拥有的生态环境。除了质量比地球大，行星GJ1214b的体积也比地球大2.7倍，而密度却只有地球的1/3。这些对比帮沙博诺初步确定了行星上的水环境，继而，沙博诺发现，在GJ1214b上，和广阔海洋并存的，还有190度的高温。
在地球上，190度早已超过了水的沸点，足以让水直接气化，但是在GJ1214b上，因为大气压强和地球上的很不同，所以即使在190度的高温下，液态水仍大面积存在，在有些区域，海水甚至半凝结着，呈现出水晶一样的形态。不过蒸腾作用也很厉害。天文学家估计GJ1214b上存在着非常厚重的大气层，而沙博诺则认为，这些大气层大都由蒸汽构成。这些水蒸气浓厚而灼热，常年笼罩着GJ1214b，令它好像一只名副其实的巨型蒸笼。
天文学家称这样的环境为“宜居地带”（habitable zone），这大约是和其他环境更恶劣的类地行星对比得出的结果。人类很难想象会在这样的处境下生活——即使遭遇气候灾变，地球上最恶劣的状况也不至于到这样的境地。但是很难说，这里没有一些别的生命物种存在，比如某种类似于细菌的物种。也很难说，这里会不会孳生出一些生命物质，与我们在地球上见到的完全不同。
总之，这里有水，有还算适宜的温度，“我们不能断言那里没有生命物质存在，不过现在说一定有（生命），那也很武断。”扎加利.贝尔塔说。他是哈佛大学天体物理研究中心的研究生，也是第一个发现GJ1214b线索的人。偶然发现的“邻居”行星GJ1214b上的高温来自于它所围绕的恒星，一颗红矮星。和太阳相比，这颗红矮星显得十分昏暗，亮度只有太阳的三千分之一；然而由于GJ1214b和红矮星距离太近，只有大约209万公里的距离（GJ1214b围绕红矮星运行一周只需要38小时），所以来自恒星的温度令GJ1214b变得十分灼热。
发现GJ1214b的过程十分偶然。和其他天文学家一样，沙博诺最先关注的也是太阳系外的那些恒星。“那些恒星大多是红矮星。这是银河系里最常见的恒星类型。”沙博诺说。他们在银河系外锁定了2000颗红矮星，利用一个小型地面望远镜阵列来观测这些红矮星。这项工作被沙博夫称为MEarth计划。
沙博诺他们首先看到GJ1214b的母星。一次偶然的机会，贝尔塔发现那颗红矮星表面的亮度不对，之后他通过数据计算证明，那是一颗行星正好从它的前方穿行过去。这颗行星就是GJ1214b。
现在沙博诺和他的团队正准备进一步探索GJ1214b上和大气环境相关的所有细节。在观测条件上，GJ1214b提供了前所未有的好机会。从宇宙的尺度来说，40光年的距离几乎相当于就在地球隔壁。“事实上我们用来发现GJ1214b的望远镜，只比业余爱好者的望远镜高级一点。”贝尔塔说。现在他和沙博诺准备申请用NASA的望远镜来观测这位“邻人”。哈勃望远镜和红外敏感型斯皮策望远镜都能清楚地观测到GJ1214b上的大气状况，“尽管最后可能会证明，这样的大气环境对生命而言并不友善，但它还是会成为第一个大气信息为人所确知的类地行星。”沙博诺说。