【博科园-科学科普】最接近适宜居住的星球可能根本就不适宜居住。半人马座b的大气层可能被从它的恒星吹来的强风吹走。它只是众多已知存在于恒星周围适宜居住地带的岩石行星之一,科学家们相信这些区域可以为环绕轨道的行星表面提供液态水的条件。
系外行星的星光的图象。图片版权:NASA / JPL-Caltech
但适居性要比有水重要得多。在《天体物理学杂志》上发表的两篇论文认为,一个对行星的气候有巨大影响的指标——它的母恒星。
这些论文中描述的模型显示了恒星风的影响,或者恒星发出的带电粒子。如果一颗恒星有很强的活动周期,这些粒子可能会在数亿年的时间里侵蚀大气层,使我们所知道的生命不可能存在于表面上。火星上也可能发生过类似的情况,许多科学家说火星曾经有一层厚厚的大气层,但随着时间的推移,太阳会侵蚀它。
宜居带的传统定义和气候模型只考虑地表温度,普林斯顿大学的首席作者Chuanfei Dong在一份声明中说:但恒星风对许多系外行星的长期侵蚀和大气损失有很大的贡献,所以气候模型只能说明部分情况。
第一篇论文研究了在离地球只有4光年的半人马座b上,大气层能存活多久,并于2016年被发现。第二篇论文着眼于一种名为“水世界”的行星,并质疑海洋能存活多久。因为生命需要数十亿年的进化,所以这项研究对理解行星适居性有广泛的影响。
研究人员得出结论说,如果恒星风的压力很低,而且行星有磁场来偏转粒子,那么近半人马座b的大气层只能保留。除此之外,他们还写道,随着时间的推移,恒星风会使地球的大气层变薄,以至于大气中蒸发的水不会像雨一样落下。
研究结果表明,当恒星风的压力很大时,(近半人马座b)和类似的系外行星一般不能够支撑足够长的时间。更糟糕的是,靠近半人马座b轨道的恒星会发生什么。这颗行星靠近一颗红矮星,它比我们的太阳更小,能量也更少。随着恒星的演化,这些恒星周围的宜居带可能会发生变化。具体来说:当一个红矮星年轻的时候,它就会产生高恒星风。这意味着一个年轻的,附近的行星可能在生命有机会发展之前失去它的大部分大气。
此外,这种封闭的行星也可能像我们的月球一样被潮汐锁住,一边总是暴露在恒星的边缘,全球磁场的减弱和恒星风的持续轰击,将会加剧恒星表面的大气损耗。
第二篇论文研究了在不同的恒星风条件下,水世界的海洋将如何变化。它被认为是三个场景。第一个是类似于地球风的环境。第二种则认为年轻恒星中存在的更强的恒星风。第三个评估是在“卡林顿事件”(Carrington event)的情况下发生的情况,即在1859年,当极光中断了电报服务时发生的一件事。
不幸的是,对生命前景来说,模拟显示来自年轻恒星的恒星风会在年轻的行星上产生更大的大气损失,从而导致海洋干涸。而在这些年轻恒星中经常出现的carrington - type事件会造成更大的伤害。
研究人员说,这些发现可能会改变著名的德雷克等式,它估计了银河系中有多少文明。其中的一个因素是在一个给定的恒星系统中,行星的数量和适宜生命的环境。但是,这种环境是如何决定适合生命的,仍然是一个争论的问题。
更多的观测,包括NASA将于2019年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,有必要更好地估计有多少行星可以支持生命。
虽然生命的例子在比邻星b上看起来很悲观,但科学家们确实注意到最近的另一项发现可能会有更好的生命机会。罗斯128b,11月首次宣布距地球11光年,也是是岩态行星,在它的恒星的宜居区域。但与Proxima Centauri b不同的是,罗斯128b附近的红矮星似乎更安静,没有爆发可能会破坏其表面的生命。
知识:科学无国界,博科园-科学科普
作者:Elizabeth Howell
内容:“博科园”判定符合今主流科学
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编译:中子星
审校:博科园
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