外星天体，充气其间，能否存岩？

一名艺术家描绘的主星Cancri 55和它的一颗行星，巨大的Cancri 55 e(图片来源:NASA/JPL-Caltech)

在银河系的周围，存在着各种各样的恒星系统，天文学家极力寻找“地球2.0”，即一个地球大小的、有液态水的、轨道在母星的宜居带内的系外行星。

现在，新的模拟显示，类似地球的行星有可能出现在我们看到的最后一个地方:两个巨大世界的轨道之间。也许我们家门口就有这样一个例子。

那些奇怪的邻居

在巨蟹座的方向，可以看到55 Cancri——一个距离地球41光年的双星系统。该星系的主恒星是一颗主序星，比太阳略小，但其铁等重金属含量比太阳高得多。除金属丰度高之外，它其实是一颗相当普通的恒星。

但它并不孤单;它有一个双星伴星，一颗小红矮星，距离它1000个天文单位(AU)。(一个天文单位是地球和太阳之间的平均距离，约9300万英里，或1.5亿公里。)

这个恒星系统也有很多巨大的行星。55Cancri有四颗行星，它们与恒星的距离比地球与太阳的距离还要近。离主星55 Cancri最近的行星有着地球的8倍质量，其轨道较水星绕太阳的轨道近。接下来是三个巨兽:两个比地球大50倍，一个几乎和木星一样大。

这个恒星系统中最后一颗已知的行星的质量几乎是木星的四倍，它的轨道距离它的恒星只有5个天文单位。

但这些只是该系统中已知的行星;里面可能有更多的行星，尤其是我们还无法探测到的较小的行星。探测系外行星的方法更容易找到靠近母星的巨大世界，因为这些系统更容易被探测到。但在我们研究过的所有系外行星系统中，也有可能存在更小或更遥远的世界。

在巨人的肩膀上

一组研究人员最近使用一套行星形成模拟模型以确定55 Cancri系统是否可能容纳更多地球大小的行星。

他们的模拟特别关注了该系统中第四颗和第五颗行星之间的区域，这颗恒星的宜居带，即是行星表面可能保留液态水的区域(不要太近太热而使所有的水都蒸发，也不要太远，使水都结冰)。

由于在这数百种情况下完全模拟行星形成过程需要大量的计算资源，研究人员采用了一种统计方法:他们从一个由500个火星质量的胚胎原行星组成的原行星盘(一个围绕着新形成的恒星的旋转的气体和尘埃圆盘)开始模拟，并允许它们碰撞、合并和分裂。

研究人员发现，尽管这些巨大的行星吞噬了制造行星所需的大部分原材料库存，但仍有大量的材料可以制造一个地球大小的世界。此外，该团队在最近发表在预印本数据库arXiv上的一篇论文中写道，这些巨大行星的引力影响并没有扰乱它们之间的行星形成过程。

通过数百次潜在启动条件的模拟，研究人员发现，在55 Cancri系统中可能会形成一颗类地行星。根据我们对原行星盘的了解，以及建立这样一个巨型系统所需的条件，该星球的水储量可能是地球的六倍。

然而，从模拟中，研究人员发现，这样一个类似地球的世界只有10%的可能性位于55 Cancri的宜居带内，因此，可能是一个冰冻的水世界。

尽管如此，研究结果表明，类地行星可能会在拥有大量巨大、密集世界的系统中形成。这些发现为在其他恒星系统中发现宜居世界打开了更多的可能性，并可能增加在我们意想不到的地方找到地球2.0的机会。

相关知识

适居带，是天文学上给一种空间的名称，指的是行星系中适合生命存在的区域。在适居带有利于生命的发展，并且有可能像地球般出现高等生命。有两种区域是有可能的，一个是在行星系内，另一个则存在于星系之中。在适合的区域内的行星和天然卫星是最佳的候选者，这些地球外的生命有能力生活在类似我们的环境下。

BY: Paul Sutter

FY: 久章

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