宇宙漫漫长寂寞，只怪行星水太多( 二 ) 水世界假说|超越费米悖论费米

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三个系外行星的排列，基于化学成分和传入通量，来探索大气为什么看起来如此地不同。
作者：JackH.Madden（经许可使用）
来自哈佛史密森天体物理中心(CfA)和哈佛大学理论与计算研究所(ITC)的两位研究人员马纳斯维?林加姆(ManasviLingam)和亚伯拉罕?勒布(AbrahamLoeb)也提出了类似的观点。在2018年的一项研究中，这两位研究人员考察了海洋和大陆在生命出现过程中所扮演的角色。
最后，他们得出了两种可能的答案。一方面，他们的计算表明，海洋和陆地之间的谨慎平衡对复杂生物圈的出现至关重要。另一方面，他们认为像地球这样陆地面积与海洋面积比例为3：7的行星，在我们的宇宙中可能相当罕见。
近年来，天文学家也观察到有迹象表明，水在行星的质量和组成中所占的比例可能比以前认为的还要大。一方面，调查发现，许多在恒星的宜居带(HZ)内运行的系外行星似乎完全被水覆盖。
同时，在过去的十年里，还有大量属于m型(红矮星)恒星系统的岩石行星。包括比邻星b——离太阳系最近的系外行星(4.24光年) ，它的轨道以其恒星的宜居带为单位。在2016年的一项研究中， BastienBrugger和PaleRedDot团队创建了一系列内部结构模型，这些模型显示了这些行星主要是由水组成的。

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一个水世界，它面向太阳的一面存在液态水的海洋。来源：eburacum45/DeviantArt
假设比邻星b是一颗岩石行星，没有大质量的大气层，布鲁格和他的同事们得出结论，这颗行星的最大半径可能是地球的1.4倍，质量是地球的1.46倍。然而，这些参数还包括高达50%的水的质量占比，这意味着它很可能是一个"海洋行星" ，并且有一个冰冻的冰壳。
随后，伯尔尼大学的研究人员进行了一项类似的研究，该研究检查了小质量恒星(又称红矮星)周围行星的形成。他们的结果显示，这些行星的半径为地球半径的0.5-1.5倍(平均半径为1倍地球半径) ，在90%的情况下，水占行星质量的10%以上。
2017年，天文学家证实，在TRAPPIST-1周围存在7颗岩石行星，其中3颗在该恒星的宜居带范围内。从那时起，多项研究表明，该系统可能拥有丰富的水资源。然而， 2018年由亚利桑那州立大学地球和空间探索学院(SESE)领导的一项研究计算了TRAPPIST-1行星的含水量，并得到了类似的结果。
基于他们的"质量-半径-组成"模型，他们发现最内侧行星(b和c)是"干燥的"——只有15%的质量水，而最外层行星(f和g)有超过50%的质量水。 2018年，由哈佛大学研究人员李增(LiZeng ，音译)领导的一个国际科学家小组检查了来自开普勒太空望远镜和盖亚(Gaia)任务的数据，以确定"水世界"到底有多普遍。

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比邻星b围绕着距离太阳系最近的红矮星——比邻星运行。来源：ESO/M.Kornmesser
由此，李增和她的同事能够创建一个模型来显示质量和半径之间的关系。他们发现，半径是地球的2.5倍(质量是地球的10倍左右)的行星可能是水世界——水大约占其质量的50% 。简而言之，他们发现在所有已知的比地球大的系外行星中，大约35%的行星应该富含水。
影响
对于寻找生命来说，不太可能有很多系外行星是水世界。例如，水的质量高达50%的行星，其海洋深度可能达到几公里。也就是说，这些行星将由位于岩石核周围的高压冰层之上的液态海洋组成。
岩石内核和海洋表面之间的冰会阻止通过地热活动进行的能量交换。在地球上，地核-地幔边界的地热喷口被认为是生命出现的关键。在像木卫二和其他冰质卫星这样的海洋星球上，这种活动被认为是海洋中任何生命存在的必要条件。