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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，而完全不存在陸地或島嶼，或是在冰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的適居帶內。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，如土衛六上的烴湖。而海衛一上有氮湖的可能性已被否定。[7]另外，天王星和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]而木星和土星表面下則是氫海洋。[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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  • 在電視劇《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」。
  • 在丹·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。）
  • 在競速遊戲《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。
  • 在多啦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，隨着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）. 
  9. ^ Guillot, T. A comparison of the interiors of Jupiter and Saturn. Planetary and Space Science. 1999, 47 (10–11): 1183–200. Bibcode:1999P&SS...47.1183G. arXiv:astro-ph/9907402 可免費查閱. doi:10.1016/S0032-0633(99)00043-4. 
  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 
  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]. （原始內容存檔 (PDF)於2016-03-05）. 
  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）. 
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  17. ^ Irrigating Crops with Seawater （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）; 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 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2012-03-24., V. S. Solomatov, 2000

外部連結

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