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NASA认为离我们最近的「地球」上没有生命

2017-5-25 08:31| 发布者: lwq057| 查看: 616| 评论: 0|来自: ScienceAlert

摘要: 美国太空总署(NASA)提出一个新模型,要来弄清楚是否一颗遥远的行星可以被认为是适合居住的。然而,当把它应用到一颗最近被发现环绕于离我们最近的恒星的岩石行星半人马座比邻星b(Proxima Centauri b)时,我们可 ...
美国太空总署(NASA)提出一个新模型,要来弄清楚是否一颗遥远的行星可以被认为是适合居住的。然而,当把它应用到一颗最近被发现环绕于离我们最近的恒星的岩石行星半人马座比邻星b(Proxima Centauri b)时,我们可能必须把它排除是适合外星生命的家园。

比邻星b是在去年8月首次公布,吸引很多人的兴趣。这颗行星不只是大小和地球差不多,以及是在离我们最近的恒星系统的‘适居带(Goldilocks zone)’,而且还暗示它可能被水覆盖。

在那几天,关于这颗行星的靠近我们和可能拥有生命,民众感到很兴奋。俄罗斯亿万富翁尤里‧米尔纳(Yuri Milner)提出一项旅行4.37光年的计划,以及在未来50年内,使用自己的技术来造访这颗行星。

但来自美国太空总署的新研究认为,由于主恒星的冒犯,比邻星b可能是一个死亡世界。


你可能在以前听过适居带,这是在恒星附近一段’不太热也不太冷’的区域,让液体水聚积在行星或卫星的表面。

也被形容为环绕恒星的适宜居住地带,这一带的太空通常被视为是一个好地方,作为在其他太阳系中开始寻找生命的迹象。这是根据一项指导原则:我们在地球发现有液态水的地方,就会有生命。

当然,只是一颗在适居带内的行星,并不能保证也有维持生命的海洋。缺乏像样的大气层,会让水难以维持液态。拥有太多热量的大气层,对于凝结来说也是一项坏消息。


但它依然被视为是一个好地方,来开始寻找支持生命的行星和卫星,直到最近。决定适居带对应关系的主要特性是来自于恒星的辐射量:日照,以及环绕运行的天体的质量。

随着巨型超地行星(super-Earth planet)的发现,天文学家创造出两个适居带类型:一个是适合像地球的小岩石行星的狭窄地带,另一个是较宽的地带,适合可能有更厚的大气层和产生更强的保护磁场的行星。

现在,来自美国太空总署戈达太空飞行中心(Goddard Space Flight Centre)的研究人员建议,要考虑被母恒星(parent star)的太阳活动所激起的太空天气。

随着足够的恒星风爆,把带电粒子流和辐射送到太空,我们应该考虑在适居带的行星,可能会有剥夺制水所需的原料的大气层。

成员之一的美国太空总署太阳科学家弗德米尔‧艾帕坦(Vladimir Airapetian)说:「如果我们想要找到一颗能够发展并维持生命的系外行星,我们必须了解哪些恒星是最好的母恒星。」


有一类型的恒星会走向成为相当粗鲁的母恒星:红矮星。这类红矮星的质量比太阳小一半,表面温度略低于摄氏4千度(大约华氏7,200度)。
有鉴于它们的微弱亮度,这会更容易发现环绕于这些恒星的行星。然而,它们的适居带被认为是靠近红矮星并且是紧密的,这样会增加任何在这个适居带内小岩石天体表现得像月亮的机会:潮汐锁定在恒星光线慢慢烘烤的表面。

几年前,来自英格伦东英吉利大学(University of East Anglia)的大气物理学家认为,模型的变化是根据冰如何吸收红矮星的光线。

这会把适居带向外推一点,在我们银河系有相当多的红矮星系统,可以增加值得异地行星猎人注意的希望。

美国太空总署的模型在这个想法上泼了冷水。

研究小组成员威廉‧丹奇(William Danchi)说:「在不利方面,红矮星还比太阳容易发生更频繁的强大恒星风爆。为了评价在这些恒星周围的行星适居性,我们需要了解如何平衡这些不同的影响。」


恒星风暴产生高能辐射喷发,把分子分裂成原子,然后离子化这些原子。在过程中被撞击的电子很容易掉到太空,留下一大堆类似带电的粒子。

随着时间过去,带正电的粒子在名为离子逃逸(ion escape)的过程中被引诱离开行星表面,侵蚀大气层。作为最轻的元素,氢在这个过程中最容易受到影响。

为了理解会如何影响水的存在,美国太空总署模仿由红矮星产生的超强耀斑(superflare),然后注意它们对在附近环绕的行星的假设大气层的影响。

他们发现较重的元素,例如氧和氮,也会被行星的引力驱除,可能造成这颗行星在1亿年内不适合居住。

已知这些较重的元素在我们所知道的生命形成中很可能发挥作用,更不用说遗失这些老旧好水的基本元素。任何这么接近红矮星的行星,很不可能把水收集成液体水。


当我们把这套模型应用到最近发现的一颗地球大小的系外行星,环绕于离我们最近的恒星:半人马座比邻星(Proxima Centauri)系统的红矮星,我们发现它很可能在形成最初的1千万年,失去大部分大气层中的氧。

这与早期猜测它可能拥有庞大的海洋相反。加上频繁的太阳风暴和强烈的磁场活动,以及比邻星b可以说是远离生命繁衍的理想地方。

如同艾帕坦所说:「当我们从主恒星了解到更多关于我们需要什么时,似乎越来越了解到太阳只是其中一颗完美的母恒星,支持地球上的生命。」

这项研究已经刊登在天文物理学期刊通信(Astrophysical Journal Letters)。


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