三、Luytens Star b的发现：1.3倍地球质量的“宜居候选者”

2017年，西班牙天体物理研究所（IAA-CSIC）的团队在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上发表论文，宣布在鲁坦星周围发现了一颗超级地球——Luytens Star b。论文的核心数据来自HARPS光谱仪对鲁坦星长达6年的监测：

（1）行星的基本参数

质量：1.3倍地球质量（M⊕）——这是目前已知“潜在宜居行星”中质量最低的之一（仅次于比邻星b的1.17M⊕）。

轨道周期：11.2天——意味着它的一年只有11天，恒星在它的天空中是一个巨大的红色圆盘（视直径约19角分，是太阳视直径的1/3）。

轨道半长轴：0.091AU——刚好落在鲁坦星的宜居带中间（0.08-0.12AU）。

径向速度振幅：1.2米/秒——恒星因行星引力产生的摆动速度，对应行星质量为1.3M⊕。

（2）“宜居”的初步证据

根据这些参数，天文学家计算了Luytens Star b的平衡温度（假设没有大气层的理论温度）：约250K（-23℃）。这个温度并不算极端——如果行星有大气层，比如像地球这样的“薄大气层”，温室效应会将温度提升至0℃以上，足以维持液态水存在。

更关键的是，它的质量是1.3M⊕——这意味着它的密度约为5.6g/cm3（与地球的5.5g/cm3几乎一致），说明它是一颗岩石行星（而非气态巨行星）。岩石行星拥有固体表面，是生命存在的“硬件基础”；而气态巨行星（如木星）没有固体表面，无法孕育复杂生命。

（3）与比邻星b的对比：更“温和”的邻居

提到邻近的宜居行星，人们首先会想到比邻星b（Proxima Centauri b）——距离4.2光年，质量1.17M⊕，也在宜居带内。但Luytens Star b有两个显着优势：

恒星环境更稳定：比邻星的耀斑活动极其剧烈，每年会发生数百次强耀斑，释放的X射线通量是太阳的400倍，足以剥离比邻星b的大气层；而鲁坦星的耀斑活动弱得多，对行星大气层的破坏更小。

轨道更“安全”：比邻星b的轨道半长轴约0.048AU，更靠近恒星，潮汐锁定更严重，昼夜温差可能更大；而Luytens Star b的轨道稍远（0.091AU），潮汐锁定的影响可能被削弱（比如大气循环更有效）。

四、超级地球的“细节画像”：从质量到大气层的推测

Luytens Star b的质量是1.3M⊕，半径呢？根据岩石行星的密度模型（密度≈5.5g/cm3），可以估算它的半径约为1.4R⊕（地球半径）——体积是地球的2.7倍，表面积是地球的1.96倍。这意味着：

重力：表面重力约为1.3g（地球的1.3倍）——人类在那里行走会感觉稍微沉重，但不会无法适应（比如，宇航员在火星上的重力是0.38g，都能正常活动）。

陆地与海洋：如果它的组成与地球类似（铁核占30%，硅酸盐 mantle 占70%），那么它的陆地面积可能比地球大——因为体积更大，但质量只大30%，所以密度稍低，可能拥有更多的硅酸盐（构成陆地的成分）。

但最关键的还是大气层。潮汐锁定的行星，大气层会面临两个挑战：

热量分布：昼半球接收恒星的强烈辐射，温度可能高达400K（127℃），而夜半球则可能低至100K（-173℃）。如果没有大气循环，这种温差会让行星无法维持液态水。

大气剥离：恒星的耀斑活动会释放高能粒子，撞击行星大气层，导致气体分子逃逸到太空。

那么，Luytens Star b的大气层可能存在吗？天文学家用计算机模拟给出了答案：

如果行星有全球磁场（质量1.3M⊕的岩石行星，内部可能有液态铁核，产生磁场），那么磁场会偏转恒星的高能粒子，保护大气层。

如果大气层足够厚（比如像金星那样的“超级大气层”），那么大气循环会将昼半球的热量带到夜半球，平衡温差。金星的大气压力是地球的92倍，温度高达737K（464℃），但它的昼夜温差只有约10℃——这是因为大气中的硫酸云层反射了大部分阳光，同时大气循环（超级旋转）将热量均匀分布。

Luytens Star b的大气层可能没那么厚，但只要有足够的温室气体（比如二氧化碳、水蒸气），就能维持表面温度在宜居范围内。比如，假设大气中的二氧化碳浓度是地球的10倍（约3000ppm），那么温室效应会将平衡温度从-23℃提升至10℃——足以让液态水存在。

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