開普勒-452b

2015年7月23日，，美國NASA宣布，他們通過開普勒太空望遠鏡發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球1402光年的太陽系外行星。這顆行星被命名為開普勒-452b。它的質量大約是地球的5倍，直徑約為地球的1.5倍。它是第一顆被發(fā)現(xiàn)的潛在超級地球巖質行星。

超級地球是超級類地行星的另一種稱呼。這類行星的質量介于1倍~10倍地球質量之間。科學家估計，銀河系中大約30%~50%的類太陽恒星擁有超級地球。然而太陽系中卻沒有超級地球，只有4顆質量相對不大的類地行星。地球是其中最大類地行星。為什么太陽系中沒有超級地球呢？假如地球與金星、火星、水星合并成一個超級地球會怎樣呢？我們生活在這個超級地球上會有什么樣的體驗呢？

太陽系類地行星

先來說一個冷知識。地球不僅是太陽系中最大的類地行星，而且它的質量比金星、火星、水星的質量之和還大一些。地球的質量為5.97?10^24 kg；金星的質量為4.87?10^24 kg，約為地球質量的81.5%；火星的質量為6.42?10^23kg，約為地球質量的10.7%；水星的質量為3.3?10^23kg，約為地球質量的5.5%，它們三個的質量加起來為5.84?10^24kg，是地球質量的98%。

通過計算我們發(fā)現(xiàn)，假如將地球、金星、火星、水星合并成一個行星的話，我們會得到一個大約2倍地球質量的超級地球。這是一個什么樣的星球呢？

超級地球

科學家發(fā)現(xiàn)，在質量為1~10倍地球質量的類地行星中，它們的半徑隨著質量的增加而增加，遵循 R∝M^2.7（∝“正比于”表示成正比例），由此我們便知，一顆2倍地球質量的類地行星其半徑大致是地球的1.21倍，即大約7710公里，體積則會增加至地球的1.77倍。

聊到這里，你也許會有一個疑問：為什么合并后的行星質量是地球的2倍，體積為什么沒有增加至原來的2倍呢？這是因為，當行星的質量增加后，它所產(chǎn)生的引力壓縮效應也相應地增加了，行星上的物質被壓縮得更加致密了。因而它的體積也就相應地變小了。我們通過它的質量和體積的變化便知，新的超級地球的平均密度變成了6.23克/厘米3，比地球的平均密度增加了約13%。

超級地球

此外，行星的表面重力也發(fā)生了變化，增加至1.37G（≈13.4米/秒2）。在這樣一個超級地球上，原來體重70公斤的人再次稱重時會發(fā)現(xiàn)他的體重變成95.9公斤。我們不僅會覺得自己變重了，連走路跳躍這樣的運動也沒有原來那般輕松了。

當?shù)厍蚺c金星、火星、水星合并成一個超級地球后，更高的重力有助于行星保留更濃密的大氣層。此外，它可能會擁有一個更大的鐵核。這可能會增強它的磁場強度，更加有利于保護大氣層免受太陽風的剝離。這顆行星的大氣層厚度可能會超過金星，并擁有極高的大氣壓。

雖然重力的增加可能會抑制星球的板塊運動，但是質量的增加會讓行星內部產(chǎn)生更多的熱量。這可能會導致更多超級火山持續(xù)噴發(fā)。如果火山噴發(fā)釋放出大量的二氧化碳將會導致行星表面強烈的溫室效應。它可能會變得跟金星一樣炎熱。

超級地球

顯然，這個超級地球環(huán)境是非常惡劣的，也許不再適合生命生存，至少我們人類是不能在這樣的星球上生存的。
文章一開始提到的超級地球開普勒-452b位于其繞轉恒星的宜居帶內，并且與地球的相似指數(shù)高達0.83。你覺得這樣的一顆5倍于地球質量的星球環(huán)境會支持生命出現(xiàn)嗎？
那我們的太陽系為什么沒有出現(xiàn)超級類地行星呢？目前有一種觀點叫做大遷徙假說，認為木星阻止了太陽系超級地球的形成。木星在形成初期曾經(jīng)朝著內太陽系遷徙，一度移動到了距離太陽1.5天文單位處（火星軌道附近），后來在土星形成后，它在土星引力的影響下又向外遷移到5天文單位處。木星這一去一回清空了內太陽系相當一部分物質，造成了內太陽系已經(jīng)沒有足夠的物質形成超級地球，最終只形成了4顆相對較小的類地行星。

木星大遷徙

今天發(fā)達的科技讓我們覺得地球似乎“不夠大”。但如果地球和金星、火星、水星打包合并成一個巨大的超級地球，這樣一來新地球看似夠大了，但是它也變得面目全非了，也許不再是一個生命星球。

地球對于我們來說雖然不大，但是一切都剛剛好。你覺得呢？評論區(qū)一起聊一聊吧！