最近有一则新闻,标题比较吸引人,叫做《中国科学家领衔发现一颗“超级地球”!或存在碳基生命》,简单看了下,原来说的是中国科学院云南天文台牵头的国际研究团队,在一颗类似于太阳的恒星Kepler-725周围的宜居带中发现了一颗超级地球(Kepler-725c),因为处于宜居带内嘛,所以就认为上面会有液态水,并且不排除有碳基生命存在。

但是再仔细阅读,才发现,这颗所谓的超级地球,有点太大了,因为它的质量达到了10倍地球质量,很难说它就是超级“地球”,更有一种可能性,它是迷你海王星。当然,既然文中说了是超级地球,那我们就将Kepler-725c当做是类似于地球这样的岩石星球。
我们假设Kepler-725c的密度和地球类似吧,那么简单计算下就会发现,这颗星球的半径可以达到13724公里,是地球半径(6371公里)的2.154倍,而它的表面重力加速度也达到了21.1m/s2,是地球的2.15倍。
引力比地球大2倍的星球,想必上面的大气层也远比地球大气浓密吧!
再考虑到它的宿主恒星Kepler-725是一颗G9V型恒星,和太阳类似,那么假设这颗恒星的宜居带也和太阳类似吧。
而Kepler-725c轨道周期为207.5天,与地球公转周期相近,轨道半长轴为0.674天文单位(约1.01亿公里),接收的恒星辐射量至少是地球的1.4倍。

综合上面的这些条件,我们可以得出这样的结论:
1、如果它的密度和地球类似甚至更大
那么它确实是一颗超级地球,属于岩石行星,由金属核(铁镍)和硅酸盐地幔/地壳构成,内部结构类似地球但更“极端”。
10倍地球质量,会使得这颗星球的核心比地核更加极端,地幔物质呈液态或超临界态,对流速度可能是地球的数倍,驱动频繁的火山喷发(熔岩粘度更低,流动更远)和全球性板块运动(若存在地壳)。
放射性元素衰变产热更多,冷却速度慢于地球,所以这颗星球上的火山活动将会远远超过地球。

而且如果核心为液态金属且旋转足够快,可能产生强于地球的全球性磁场(如地球磁场的2-5倍),足以抵御恒星风剥离大气物质。
2.15倍地球引力也将会比地球更能束缚住原始大气层(如CO₂、SO₂等火山气体),即使无磁场,逃逸速度高也会减缓轻元素流失。
再加上1.4倍地球接收的恒星辐射(假设恒星类似太阳),这些因素叠加在一起:表面上布满火山熔岩、厚重的大气层中充满了温室气体、更强烈的恒星辐射能量,这些可能会导致Kepler-725c更像是金星plus版,表面温度极可能超过400℃、大气压强则能达到地球的100倍以上。
这样的星球很显然并不能拥有碳基生命。

2、如果它的密度显著低于地球,比如只有2-3g/cm³s甚至更低
那么这颗星球就不属于超级地球的范畴了,它应该属于迷你海王星,核心为岩石+冰,外层包裹氢气/氦气大气层(可能占总质量的10%-30%),无固态表面或仅有深海下的“岩石海床”。
它的核心质量大约是地球质量的3~5倍,并且被高压压缩为超密度状态(密度可达10g/cm³以上)。
中间是液态水/冰层(可能占总质量的30%-50%),在高压下形成超临界水(既非液态也非气态)或“冰VII”(高密度固态冰)。
外层则是氢气/氦气组成的大气层(质量占比10%-20%),厚度达数千公里,压强从顶层的1bar骤增至底部的数百万bar,大气层底部的温度可能高达上千℃。

很显然,这样的迷你海王星也不大可能拥有碳基生命。
所以综上所述,Kepler-725c如果真的拥有10倍地球质量,那么它就和生命彻底划清界限了,即便是它位于恒星的宜居带内,也不大可能出现生命。
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