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海洋行星

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畫家筆下的海洋行星

海洋行星(英語:Ocean planet)是一類假定存在的系外行星,是其表面完全為液態水構成的開放水體,也就是完全被海洋所覆蓋,而完全不存在陸地島嶼,或是在下或地底存在包覆整個行星的連續水體層(表面下海洋,Subsurface ocean),而隔開行星表面與核心的行星類型。

在外太陽系中形成的行星,其最初的物質構成類似於彗星,包括質量近乎均等的水和岩石。對太陽系的形成和演化進行的模擬顯示在行星形成的過程中,其軌道有可能向內或向外遷移,從而有可能出現下列情況:冰行星的軌道向內遷移,行星上的冰體水融化為液態水,最終形成海洋行星。該種可能性在馬克·丘赫內爾英語Marc Kuchner[1]和阿蘭·萊傑[2]於2003年的專業天文學文獻中首次被提出。這樣的行星理論上是可以支持生命的[3]

該類行星上的海洋可能深達數百公里,遠深於地球上的海洋。在海洋的較深地區,巨大的壓力使得一個由非常態冰構成的地幔得以形成,其中的非常態冰則並非處於低溫狀態。如果該行星足夠接近母星,那麼其上的海水溫度就可能接近於沸點,海水將會處於超臨界狀態,從而使得海洋缺乏明確的表面[2]

被發現的海洋行星

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畫家筆下的GJ 1214 b和其恆星

已知的唯一一個擁有全覆蓋海洋的星球是木衛二(歐羅巴),但它只是一顆衛星,以冰下的海洋存在。[4]系外行星GJ 1214 b很可能是一顆海洋行星。[5][6] 隨着開普勒任務的進行,很多類似行星將會不斷被發現,比如最近發現海洋星球的候選人開普勒22b。系外行星格利澤581d也可能是一顆海洋行星,它位於格利澤581適居帶內。該行星上的溫室效應使得行星溫度適於液態水的存在。

另類海洋行星

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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]表面為冰的衛星木衛四木衛三木衛二、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]

藝術作品中的海洋行星

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  • 電視劇星際旅行:航海家號》第五季第九集「三十日」中,即出現了一顆即將毀滅的海洋行星。
  • 在由哈爾·克萊門特創作的小說《噪音》中,故事情節即圍繞一個海洋行星世界「凱努伊」及鄰近的一顆無人居住的海洋行星展開,這兩顆行星構成了一個雙星系統。「凱努伊」上的毛利人後裔過着居無定所的生活,他們依靠船隻和一個漂浮着的城市在這個世界上四處漂蕩。
  • 在《星球大戰II:克隆人的進攻》中,歐比王·肯諾比曾經前往以風暴和先進的克隆技術著稱的海洋行星世界「卡米諾」。
  • 丹·西蒙斯的系列科幻小說《海伯利安》中,行星「無涯海洋星」(Mare Infinitus)的表面即完全為海洋所覆蓋。
  • 在2002年的電影王牌大賤諜》中,邪惡博士計劃將地球變為一個海洋行星。該計劃最後失敗。
  • 在阿蘭·迪恩·福斯特的小說《抹香鯨》中,人類和鯨類簽訂了和平公約,隨後地球上的鯨類即遷徙往一個海洋行星,而人類則生活在漂浮城市中。
  • 傑克·萬斯的小說《藍色世界》即將背景設置為一顆海洋行星。
  • 羅伯特·西爾弗伯格的小說《水面》的故事背景即被設置為一顆海洋行星,名為「水療院」。
  • 史坦尼斯勞·萊姆的小說《索拉里斯星》中的索拉里斯星表面即為海洋所覆蓋(但是在該小說中整個行星上的海洋即為一個有機體,甚至還有感覺。)
  • 競速遊戲F-Zero》中,出現了位於一顆被稱為「藍色巨人」的海洋行星上的賽道。
  • 在哆啦A夢的劇場版《大雄的宇宙開拓史》(藤子不二雄,1981)中,大雄與哆啦A夢因為時空裂縫來到了另一個星球,隨著季節會完全被大洪水覆蓋。另外在《大雄的人魚大海戰》(藤子不二雄公司,2010)中的主要舞台藍水星,則是以海洋行星為藍本的舞台。
  • 在2014年電影《星際效應》中,永續號抵達的第一顆行星米勒星便是一顆海洋行星,受其圍繞公轉的黑洞「巨人」的龐大引力影響,該行星的時間流逝比地球慢,更經常出現巨型海嘯

參見

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參考文獻

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  1. ^ Kuchner, Marc. Volatile-rich Earth-Mass Planets in the Habitable Zone. Astrophysical Journal. 2003, 596: L105–L108. Bibcode:2003ApJ...596L.105K. arXiv:astro-ph/0303186可免費查閱. doi:10.1086/378397. 
  2. ^ 2.0 2.1 Léger, Alain. A New Family of Planets ? "Ocean Planets". Icarus. 2004, 169 (2): 499–504. Bibcode:2004Icar..169..499L. arXiv:astro-ph/0308324可免費查閱. 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]. (原始內容存檔於2012-02-26) (英語). 
  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]. (原始內容存檔 (PDF)於2012-03-08). 
  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]. Bibcode:2009Natur.462..891C. PMID 20016595. arXiv:0912.3229可免費查閱. doi:10.1038/nature08679. (原始內容存檔於2011-09-25). 
  6. ^ Kuchner, Seager; M., Hier-Majumder, C. A., Militzer. Mass–radius relationships for solid exoplanets. The Astrophysical Journal. 2007, 669 (2): 1279–1297 [2013-04-04]. Bibcode:2007ApJ...669.1279S. arXiv:0707.2895可免費查閱. doi:10.1086/521346. (原始內容存檔於2019-12-13). 
  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? (PDF). Geophysical Research Abstracts. 2006, 8: 05179 [2013-11-30]. Bibcode:2005AGUFM.P11A0088A. (原始內容存檔 (PDF)於2019-09-18). 
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  10. ^ Lang, Kenneth R. Jupiter: a giant primitive planet. NASA. 2003 [2007-01-10]. (原始內容存檔於2011-05-14). 
  11. ^ Coustenis, A.; Lunine, J.; Lebreton, J.; Matson, D.; Erd, C.; Reh, K.; Beauchamp, P.; Lorenz, R.; Waite, H. 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  |contribution=被忽略 (幫助)
  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. Bibcode:2010Icar..209..631G. arXiv:0910.0032可免費查閱. 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 
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  15. ^ Tidal heating and the long-term stability of a subsurface ocean on Enceladus (PDF). [2011-10-14]. (原始內容 (PDF)存檔於2011-07-23). 
  16. ^ USA. The ocean planet. Ncbi.nlm.nih.gov. 2011-10-03 [2011-10-14]. (原始內容存檔於2016-06-21). 
  17. ^ Irrigating Crops with Seawater頁面存檔備份,存於網際網路檔案館); 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. Bibcode:2009ApJ...703L.113S. arXiv:0906.1204可免費查閱. doi:10.1088/0004-637X/703/2/L113. 
  19. ^ Fluid Dynamics of a Terrestrial Magma Ocean 網際網路檔案館存檔,存檔日期2012-03-24., V. S. Solomatov, 2000

外部連結

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