海洋行星

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畫家筆下的海洋行星

海洋行星英语Ocean planet)是一类假定存在的系外行星,其表面完全为液态水构成的海洋所覆盖。

在外太阳系中形成的行星,其最初的物质构成类似于彗星,包括质量近乎均等的水和岩石。对太阳系的形成和演化进行的模拟显示在行星形成过程中,其轨道有可能向内或向外迁移,从而有可能出现下列情况:冰冻行星的轨道向内迁移,行星上的冰体水融化为液态水,最终形成海洋行星。该种可能性在马克·丘赫内尔英语Marc Kuchner[1]阿兰·莱杰[2]於2003年的专业天文学文献中被首次提出。這樣的行星理論上是可以支持生命的。[3]

该类行星上的海洋可能深达数百公里,远深于地球上的海洋。在海洋的较深地区,巨大的压力使得一个由非常态冰构成的地幔得以成型,其中的非常态冰则并非如我们所理解的那样处于低温状态。如果该行星足够接近母星,那么其上的海水温度就可能接近于沸点,海水将会处于超临界状态,从而使得海洋缺乏确定的表面。[2]

被发现的海洋行星[编辑]

畫家筆下的GJ 1214 b和其恆星

已知的唯一一个拥有全覆盖海洋的星球是木卫二,但它只是一颗卫星[4]

系外行星GJ 1214 b很可能是一颗海洋行星。[5][6] 随着开普勒任务的进行,很多类似行星将会不断被发现,比如最近发现海洋星球的候选人开普勒22b。系外行星格利泽581d也可能是一颗海洋行星,它位于格利泽581适居带内。该行星上的温室效应使得行星温度适于液态水的存在。

另類海洋行星[编辑]

70%表面被海洋覆蓋的地球有時候也會被稱為海洋行星

除了水,海洋行星上的海洋也能以其他物質組成,如土衛六上的湖。而海衛一上有湖的可能性已被否定。[7]另外,天王星海王星表面下亦很可能是由水,氨和其他揮發物組成的海洋。[8]木星土星表面下則是海洋。[9][10]表面為冰的衛星木卫四木卫三木卫二、土衛六和土衛二的地表下亦可能是一個巨大的海洋。[11][12][13][14][15]

另外,地球有時候也會被稱為海洋行星,全因其70%表面皆為海洋。[16][17]金星大氣層的96.5%為二氧化碳,因此其巨大的壓力令到表面充滿二氧化碳的超臨界流體。被潮汐鎖定且接近恆星的行星亦會有一半是岩漿海[18]部份行星上的大型岩漿海亦可能因巨大隕石撞擊所致。[19]

艺术作品中的海洋行星[编辑]

  • 电视剧星际旅行:航海家号》第五季第九集“三十日”中,即出现了一颗即将毁灭的海洋行星。
  • 在由哈尔·克莱门特创作的小说《噪音》中,故事情节即围绕一个海洋行星世界“凯努伊”及邻近的一颗无人居住的海洋行星展开,这两颗行星构成了一个双星系统。“凯努伊”上的毛利人后裔过着居无定所的生活,他们依靠船只和一个漂浮着的城市在这个世界上四处漂荡。
  • 在《星球大战II:克隆人的进攻》中,欧比王·肯诺比曾经前往以风暴和先进的克隆技术著称的海洋行星世界“卡米诺”。
  • 丹·西蒙斯的系列科幻小说《海伯利安》中,行星“無涯海洋星”(Mare Infinitus)的表面即完全为海洋所覆盖。
  • 在2002年的电影王牌大贱谍》中,邪恶博士计划将地球变为一个海洋行星。该计划最后失败。
  • 阿兰·迪恩·福斯特的小说《抹香鲸》中,人类和鲸类签订了和平公约,随后地球上的鲸类即迁徙往一个海洋行星,而人类则生活在漂浮城市中。
  • 杰克·万斯的小说《蓝色世界》即将背景设置为一颗海洋行星。
  • 罗伯特·西尔弗伯格的小说《水面》的故事背景即被设置为一颗海洋行星,名为“水疗院”。
  • 史坦尼斯劳·莱姆的小说《索拉里斯星》中的索拉里斯星表面即为海洋所覆盖(但是在该小说中整个行星上的海洋即为一个有机体,甚至还有感觉。)
  • 竞速游戏F-Zero》中,出现了位于一颗被称为“蓝色巨人”的海洋行星上的赛道。
  • 在哆啦A夢的某一集中,大雄他們做了一個火箭,航行到很多星球,其中一顆星球即為海洋行星。

参考文献[编辑]

  1. ^ Kuchner, Marc. Volatile-rich Earth-Mass Planets in the Habitable Zone. Astrophysical Journal. 2003, 596: L105–L108. arXiv:astro-ph/0303186. Bibcode:2003ApJ...596L.105K. doi:10.1086/378397. 
  2. ^ 2.0 2.1 Léger, Alain. A New Family of Planets ? "Ocean Planets". Icarus. 2004, 169 (2): 499–504. arXiv:astro-ph/0308324. Bibcode:2004Icar..169..499L. doi:10.1016/j.icarus.2004.01.001. 
  3. ^ Stars and Habitable Planets - Notable Extra-Solar Planets (HTML). http://www.solstation.com/: SolStation.com. [2012-02-26]. (原始内容存档于2011) (English). 
  4. ^ Goodman, Jason C.; Collins, Geoffrey C.; Marshall, John; and Pierrehumbert, Raymond T. Hydrothermal Plume Dynamics on Europa: Implications for Chaos Formation (PDF). [20 December 2007]. 
  5. ^ Charbonneau, David; Zachory K. Berta, Jonathan Irwin, Christopher J. Burke, Philip Nutzman, Lars A. Buchhave, Christophe Lovis, Xavier Bonfils, David W. Latham, Stéphane Udry, Ruth A. Murray-Clay, Matthew J. Holman, Emilio E. Falco, Joshua N. Winn, Didier Queloz, Francesco Pepe, Michel Mayor, Xavier Delfosse, Thierry Forveille. A super-Earth transiting a nearby low-mass star. Nature. 2009, 462 (17 December 2009): 891–894 [2009-12-15]. arXiv:0912.3229. Bibcode:2009Natur.462..891C. doi:10.1038/nature08679. PMID 20016595. 
  6. ^ Kuchner, Seager; M., Hier-Majumder, C. A., Militzer. Mass–radius relationships for solid exoplanets. The Astrophysical Journal. 2007, 669 (2): 1279–1297. arXiv:0707.2895. Bibcode:2007ApJ...669.1279S. doi:10.1086/521346. 
  7. ^ Page 485, Encyclopedia of the solar system By Lucy-Ann Adams McFadden, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson
  8. ^ Atreya, S.; Egeler, P.; Baines, K. Water-ammonia ionic ocean on Uranus and Neptune?. Geophysical Research Abstracts. 2006, 8: 05179. Bibcode:2005AGUFM.P11A0088A. 
  9. ^ Guillot, T. A comparison of the interiors of Jupiter and Saturn. Planetary and Space Science. 1999, 47 (10–11): 1183–200. arXiv:astro-ph/9907402. Bibcode:1999P&SS...47.1183G. doi:10.1016/S0032-0633(99)00043-4. 
  10. ^ Lang, Kenneth R. Jupiter: a giant primitive planet. NASA. 2003 [2007-01-10]. 
  11. ^ Coustenis, A.; Lunine, J.; Lebreton, J.; Matson, D.; Erd, C.; Reh, K.; Beauchamp, P.; Lorenz, R. et al. The Titan Saturn System Mission. American Geophysical Union, Fall Meeting 2008, abstract #P21A-1346. American Geophysical Union. 2008, 21: 1346. Bibcode:2008AGUFM.P21A1346C. "the Titan system, rich in organics, containing a vast subsurface ocean of liquid water" 
  12. ^ Nimmo, F; Bills, B. G. Shell thickness variations and the long-wavelength topography of Titan. Icarus. 2010, 208 (2): 896–904. Bibcode:2010Icar..208..896N. doi:10.1016/j.icarus.2010.02.020. "observations can be explained if Titan has a floating, isostatically-compensated ice shell" 
  13. ^ Goldreich, Peter M.; Mitchell, Jonathan L. Elastic ice shells of synchronous moons: Implications for cracks on Europa and non-synchronous rotation of Titan. Icarus. 2010, 209 (2): 631–638. arXiv:0910.0032. Bibcode:2010Icar..209..631G. doi:10.1016/j.icarus.2010.04.013. "A number of synchronous moons are thought to harbor water oceans beneath their outer ice shells. A subsurface ocean frictionally decouples the shell from the interior" 
  14. ^ Study of the ice shells and possible subsurface oceans of the Galilean satellites using laser altimeters on board the Europa and Ganymede orbiters JEO and JGO (PDF). [2011-10-14]. 
  15. ^ Tidal heating and the long-term stability of a subsurface ocean on Enceladus (PDF). [2011-10-14]. 
  16. ^ USA. The ocean planet. Ncbi.nlm.nih.gov. 2011-10-03 [2011-10-14]. 
  17. ^ Irrigating Crops with Seawater; August 1998; Scientific American
  18. ^ Schaefer, Laura; Fegley, Bruce, Jr. Chemistry of Silicate Atmospheres of Evaporating Super-Earths. The Astrophysical Journal Letters. 2009, 703 (2): L113–L117. arXiv:0906.1204. Bibcode:2009ApJ...703L.113S. doi:10.1088/0004-637X/703/2/L113. 
  19. ^ Fluid Dynamics of a Terrestrial Magma Ocean, V. S. Solomatov, 2000

参见[编辑]