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天體生物學家說,這24顆行星可能比地球更適合居住


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2020年11月11日 -
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黑技公社

攝影師

#宜居行星#

只是要明確地說,這並不自動意味著生命存在於這些世界上,僅意味著這些行星可能是可居住的,或者在這種情況下是可居住的。

馬克斯·普朗克太陽能系統研究所的天體生物學家,新研究的合著者勒內·海勒(RenéHeller)在2014年發表了類似的論文。海勒與韋伯州立大學的合著者約翰·阿姆斯特朗(John Armstrong)認為存在超居住世界,說天文學家應該注意這種假想的物體。作者列出了一些入學要求,以及一個潛在的候選人。這項新工作擴展了這一想法,提出了一套更完善的超適居性標准,並列出了24種可能的系外行星候選者。

為了使系外行星適合居住,它們應該比地球更老,更大,更重,更溫暖和更濕潤,並且理想地位於比我們壽命更長的恒星周圍。是得,根據這項新研究,不僅地球劣質,我們的太陽也劣質。

確實,我們喜歡認為我們的太陽是蜜蜂的膝蓋,但是它的壽命相對較短,只有100億年。考慮到複雜生命在地球上出現花費了40億年,可以想象許多像我們的太陽這樣的恒星(稱為G恒星)在產生複雜生命之前就已經死亡。因此,作者說,我們應該尋找位於K矮星液態水友好可居住區域內的系外行星,這些矮行星比G恒星更涼,更小,亮度更低,並且可以發光200億至700億年。如果您想知道的話,不包括紅矮星,因為此類恒星似乎對生命超級不友好,因為它們的太陽爆發頻率很高。

可居住的行星更大,更重,大約是我們行星質量的1.5倍,大約大10%。這樣的行星將具有更宜居的地面特征,但前提是存在另一個重要條件:足夠的板塊構造以形成像大陸那樣的大型陸地。作者認為,超宜居世界還應該有大量的水和大量的群島。稍微重一點的行星也意味著更強的重力,這有助於長時間保持大氣層。重要的是,這些行星還應具有堅固的地磁防護罩。

研究人員稱,在大氣層問題上,超宜居行星應充滿大量的水分,雲層和濕度,並且氧含量應在25%到30%之間(地球的大氣由21%的氧氣組成)。這些行星也應該是溫暖的,其平均表面溫度要比地球高8華氏度(5攝氏度)(至少在今天是這樣,僅此一點就可以了)。這裏的想法是,加上額外的水分,這些行星將擁有廣闊的熱帶地區,而較少的寒冷和乾燥地區。

像地球一樣,超宜居行星也應具有適度距離的大型衛星。我們的月球除了會造成海洋潮汐外,還會減慢地球的自轉速度(如果沒有,日子會短得多),並且可以使我們的軸傾斜度隨時間保持穩定,從而形成穩定的季節。

配備了這些標准後,科學家們對4,500顆已知系外行星進行了研究,以了解有多少實際上可能符合潛在的超適居性。其中有24個脫穎而出,但沒有一個符合所有列出的超居住性標准。一顆名為KOI 5715.01的系外行星表現出列出的三個標准,是所有系外行星中最多的。需要明確的是,許多標准,例如大氣中的氧氣,板塊構造,地磁和自然衛星,目前超出了我們的檢測能力。而且,開普勒1126 b和開普勒69c這兩個行星中只有兩個是經過科學驗證的行星,其餘的行星在未確認的開普勒感興趣的物體名單中。因此,其中一些“系外行星”甚至可能根本不是行星。

阿雷西博的波多黎各大學行星宜居性實驗室主任阿貝爾·門德斯(AbelMéndez)在一封電子郵件中寫道,新論文“為可居住世界的許多潛在場景之一,即超宜居行星提供了良好的理論背景。” “目前尚無法在當前系外行星數據庫中識別出此類行星,因為我們了解的信息很少。盡管如此,作者們還是發現了一些具有但並非全部必要特征的特征,”與新研究無關的門德斯說。

還有其他限制要考慮。鑒於我們的星球提供了唯一已知的宜居性示例,因此作者自然偏向於類地球條件。生活可能會在尚未了解的條件下激增,記住這一點很重要。也就是說,作者確實考慮了繞K矮星圍繞軌道運行的行星,公平地說,這遠遠超出了我們的範式。

新論文說,超宜居行星應該比地球更大,更重,但是其他研究表明,其中許多行星應該是水世界,也就是說,系外行星完全被海洋覆蓋。這顯然不利於生態多樣性,嚴重限制了可居住性。這不一定會破壞交易,但這確實表明,超居住世界(如果存在的話)極為罕見。

考慮到人為引起的地球氣候變化帶來的種種問題,作者還將溫度升高列為標准,這是一個相當敏感的話題。但是正如Schulze-Makuch在電子郵件中解釋的那樣,我們不應混淆這兩個截然不同的事物。

他解釋說:“當前地球的全球變暖將是一件非常糟糕的事情,因為我們已經建立了生物圈和大氣環流模式,而且變化將導致極端天氣給生物圈帶來很大壓力,從而導致物種滅絕。” “此外,這將提高海水水平,減少陸地和沿海地區,剝奪寶貴的棲息地,並給生物圈的許多部分帶來更大的壓力。”

與此同時,然而,如果我們開始了與不同的星球,理想的情況是有點大,“那麼高的溫度一起具有較高的含水量比地球可能是相當有益的,”舒爾策- Makuch說。他說,這體現在我們目前的雨林和石炭紀時期的多樣性,當時我們的星球上既有生物量又有生物多樣性。但是,如果沒有必要的水分,我們“將只有像阿塔卡馬那樣溫暖的沙漠,根本沒有多少生命。”

我們也不知道這些條件可能產生的連鎖反應。它們在紙面上聽起來不錯,但現實情況可能大不相同,因為這些環境特征可能共同導致完全不適合生活的條件。盡管如此,這仍是一項令人振奮且具有挑釁性的研究,因為它表明了宇宙其他地方生活的優越條件。

幸運的是,借助即將推出的工具,例如NASA的James Webb太空望遠鏡,LUVIOR太空天文台和ESA的太空望遠鏡,我們將能夠測試新論文中提出的一些想法。