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科学家发现系外行星也在秦倾斜轴角

2018-09-08 19:01:24 科学85℃

  众所周知地球特殊的使得地球孵育看生命,所以人类自寻找外星生命时很多时候会优先选择和地球类似的星球。

  我们的地球为什么会有四季?显然这与地球的轴向倾斜有关,但这种倾斜的意义并不仅仅是带给我们春夏秋冬的变化。对地球生命赖以的大气层而言,这种轴向倾斜常重要的稳定力量。因此,我们可以推测,倾斜轴角可能在促进其他产生生命时发挥着重要作用。

系外也存在倾斜轴角

  近期发表在《天文期刊》(Astronomical Journal)上的论文指出,两颗具有潜在适居性的也具有类似地球的稳定倾斜,这使它们适合生命存在的可能性进一步提高。

  这两颗被称为开普勒-186f和开普勒-62f,分别距离地球550和990光年。开普勒-186f发现于2014年,是第一颗在太阳以外的恒星系统中发现的适居带半径与地球相近的。相比之下,开普勒-62f的质量是地球的2.8倍,相当于一颗大号地球。我们已经知道,这两颗系外很可能由岩石组成,而且它们位于适居带中,意味着表面可能存在液态水,研究第一作者、佐治亚理工学院助理教授李公洁说,我们正在设法进一步这两颗的可居住性条件,以更好地了解它们承载生命的可能性。

  的自转轴本质上决定了恒星发出的热量和辐射在到达时如何分布。有些倾斜轴角会使热量分布相对适中,另一些则会导致非常极端的出现。此外,的倾斜轴有时还会来回摆动,摆动幅度越大,恒星辐射分布的变动就越大,从而影响的大气环流和气候。

  目前尚不清楚自转轴的变化和气候变化对生命存在的真正影响,极端中也可能产生更强大的生命形式,但稳定的或许是更好的生命开始方式,李公洁说道。

  举例来说,科学家认为倾斜轴角正是火星失去浓密大气层的原因之一。尽管火星位于太阳系的适居带内,但在过去40亿年中,它从一颗温暖、湿润的变成了一个寒冷、干燥的红色。火星的倾斜轴角变化范围很大从0度到60度,这种不稳定性使其无法保留住较厚的大气层。相比之下,地球的倾斜轴角只在22.1度和24.5度之间变化,并且大约每1万年才变化一次。这也是生命在我们这颗蓝色星球上存在时间如此之长的原因。研究共同作者、哈佛-史密森物理中心的单玉通还指出:如果没有一个如此巨大的月球,那么地球的倾斜轴角将会更加不稳定。至少对地球而言,月球具有某种稳定效应。

  科学家之所以对开普勒-62f和开普勒-186f特别感兴趣,原因是它们距离母恒星要比地球和火星与太阳的距离远得多。同样重要的是,单玉通说,自转轴动态变化在多系统中是最丰富的,因为这种变化是由之间的引力相互作用引起的。开普勒-62f和开普勒-186f都位于5系统中,而我们对系统中的其他也很了解,因为它们都要经过母恒星。

  经过计算,两位作者根据已有的数据进行了一些模拟,发现这两颗的倾斜轴角都相当稳定,尽管二者都没有自己的卫星。在各自的恒星系统中,两颗都只有很少的相邻,因此它们不用面对可能引起自转轴不稳定的引力作用。是一个不错的消息,单玉通说道。

  李公洁认为,这种对自转轴的动态分析可以很容易地应用于其他系外系统,并且有助于预测或否定其他的适居性。

  我认为令人兴奋之处在于,开普勒-62f的发现者、大学的天文学家埃里克阿格尔(Eric Agol)说,这类动态研究可以与真实系统联系起来。现在我们终于有了描述这种多系统特征的方向。很多时候这是做理论工作的一个问题有太多参数需要考虑了,但我们并不总是清楚哪些目标是(对于适居性)最有希望的,哪些不是。

  丽莎卡尔特内格(Lisa Kaltenegger)是康奈尔大学卡尔萨根研究所的负责人,也是开普勒-62f(和开普勒-62e)的发现团队,她认为这项新发现是有关倾斜轴角对系外适居性讨论的一部分,但她强调,其他上发展出来的生命应该能够适应任何的倾斜轴角。如果地球具有不同的倾斜轴角,那生命也可能有不同的演变,但没有人知道是否会出现本质上的差异,以及我们是否只能生活在我们所处世界的不同地方。

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