什么样的星球才宜居？对于系外行星宜居性探究

什么样的星球才是宜居的？宜居带的准确界说究竟是什么？

　　新浪科技讯 北京时光8月18日消息，据英国广播公司(BBC)网站报道，什么样的星球才是宜居的？咱们首先想到的当然是水，液态水。以液体状态存在的水体是地球上性命生存的基础。

　　不出意外，必定会有人对如许的观念提出质疑，他们认为或者性命在其余环境前提下也会呈现，乃至是在完全不水参与的情形下呈现。或者这种观念不能被完全排除，但请看一看咱们的四周吧——性命在地球上欣欣向荣，而在太阳系其余不液态水的星球上却尚未发明任何性命存在的线索。

　　基于这一事实，让咱们来审视在一颗恒星，比如咱们的太阳四周“宜居带”的经典界说，即：行星缭绕恒星运转的轨道间隔适中，从而允许水体以液态形式存在的间隔范畴。

　　天体物理学家们十分擅长盘算一颗恒星的温度，随后根据一颗行星与这颗恒星之间的间隔，他们就能十分轻易地盘算失掉这颗行星的所谓“平衡温度”。但如许仅仅斟酌间隔失掉的温度数值是很容易呈现偏差的，因为有很多因素能够影响某颗行星上的实际温度。

　　温室气体

　　假如这颗行星上覆盖着云层会如何？云层会激烈反射阳光，从而导致行星降温，如许就会把经典宜居带界说中的内侧边界向着靠近恒星的方向推移。有趣的是，假如咱们盘算失掉地球的“平衡温度”并斟酌地球上的云层覆盖量，那么咱们就会发明地球实际上是在经典宜居带范畴之外的！类似的，用相同方式盘算失掉的金星地表温度应该是在-10摄氏度左右，但金星地表的实际温度却高达450摄氏度！

　　发生了什么？

　　不管是地球还是金星，这两颗行星的大气中陡含有温室气体，这些气体形成的温室效应会在必定程度上提升行星的近地表温度，从而将经典宜居带的外侧边界向着远离恒星的方向推移。这种将云量以及温室效应都斟酌在内的宜居带盘算方式，比拟经典的宜居带界说方式是一项改进。

　　然而这种愈加准确的方式现在并无奈被应用到间隔悠远的系外类地行星上去，由于间隔太过悠远，咱们无奈了解那些系外行星上能否存在云层或温室气体，咱们乃至无奈确定这些行星能否拥有大气层！因而，至少在现在的阶段，咱们根本就不办法断言某颗系外行星能否就必定是符合这种“宜居”界说的。

　　什么是系外行星？

　　系外行星是指太阳系之外的行星，也就是说缭绕除了太阳之外其余恒星运转的行星。第一颗被发明的系外行星是在1992年，它缭绕一颗脉冲星运转。脉冲星是一类发出激烈电磁辐射的中子星。

　　几年后，飞马座51b被发明，这颗系外行星缭绕一颗与太阳相似的恒星运转。借助各种相关技术，截至现在人类曾经发明超越1000颗系外行星，别的还有数千颗的“疑似”目的正等待后续确认。在全部这些系外行星中，有很多是体积较大，与木星或海王星愈加类似的类型，并且其中很大一部分都运转在间隔恒星十分近的轨道上。如许的结果引发了有关太阳系形成与演化新观念的提出。

　　除此之外，你还必须斟酌行星缭绕运转的恒星的种类：品质越大，温度越高的恒星，其四周宜居带范畴的位置间隔恒星本身就越远；与之相反，品质小且温度低的恒星，它们四周宜居带的位置间隔恒星就要近得多。事实上，对于那些温度很低，品质十分小的红矮星，缭绕它们运转的行星上的一年长度大约仅相当于地球上的几天时光，并且这些行星所能接收到的恒星光热也十分有限。

　　恒星耀斑

　　但是，缭绕红矮星运转的行星还面临着别的一个棘手的成绩。那就是红矮星上发生激烈耀斑的频率比拟太阳如许的恒星要高得多，如许的剧烈暴发会释放出大量的高能粒子流和X射线。斟酌到这些行星间隔红矮星的轨道十分近，这种情形下就很可能形成严重的后果，比如大气层丢失。激烈的辐射还将对生物体形成不可逆的严重损害，X射线能够导致水分子分解，从而形成行星地表水体的消亡。很显然如许的地方可能并非适合性命生存的地方。

　　那么或者在那些温度比较高的恒星四周会是比较好的选择，在那里，缭绕恒星的宜居带间隔恒星更远。

　　然而情形同样不那么简单，在这里咱们将要面对一个不同的成绩——大品质恒星是一个真正的“燃料黑洞”。的确，它们拥有巨量的燃料可供“燃烧”，但与此同时大品质恒星消耗“燃料”的速度却也要快得多，因而它们的寿命比拟小品质恒星会显得十分短暂。

　　比如说，宇宙中一些品质最大的恒星的寿命仅有数百万年时光，而咱们的太阳的寿命则是在100亿年的量级上。

　　根据地球上性命起源的事实进行推算，斟酌到大品质恒星如此短暂的寿命，在它四周的行星上，即便是最简单的性命形式都不时光呈现。

　　那么就让咱们回到另一头，再回头去看看那些低温，小品质的红矮星，它们的寿命能够超越1000亿年，这远远超越了宇宙迄今的年龄。

　　不过，假如有一颗缭绕红矮星运转的系外行星经受住了如许的“狂轰滥炸”并成功地保住了自己的大气层，那么阅历如此长的时光，在它的上面或者会进化出性命，并逐渐找到应对这种频繁暴发辐射变乱的方式？

　　温度变更

　　不过，缭绕红矮星运转的行星还有别的一个成绩需要应对，这个成绩是关于恒星性命周期内的光度变更。红矮星这种小品质恒星在其一生之中，其光度会呈现十分剧烈的变更。

　　以咱们的太阳为例，在太阳的整个性命周期内，其光度的改变幅度约为30%左右。但比拟之下，一颗红矮星的光度变更幅度却高达10倍左右！因而，缭绕红矮星运转的系外行星在不同的时期内可能将要应对极端的高温和极度的寒冷，温度的长期变更将是极端的。

　　有一种理论，被称作“孤独地球”(rare-Earth)。这一理论有它必定的道理，其核心观念是：由于地球在一些虽有随机性的历史变乱中具备了一些十分独特的，其余星球所不具备的前提，因而才能够成为性命繁衍的乐园。如许的证据能够举出很多，比如说木星的存在。强大的木星引力在太阳系早期历史上可能曾经帮助地球阻挡并驱逐了大量原本将会撞击地球的小天体和彗星；别的还有月球的存在，后者帮助稳定了地球的自转。

　　好了，以上全部这一切基本上都充满着悲观的氛围，但全部这一切都只是为了说明给出“宜居带”的准确界说是多么的困难，而并非暗示认宇宙中必定存在着其余性命，或是咱们根本就不可能找到地外性命。

　　现在曾经有一些令人激动的项目正计划实行，如欧洲空间局(ESA)计划在2024年发射升空的“柏拉图”探测器(Plato mission)。该项目旨在搜寻那些大小与地球接近，在间隔与地球相近的轨道上缭绕一颗与太阳相似的恒星运转的系外行星目的。

　　符合这些前提的系外行星将是后续精密观测的目的，并最终开启在这些系外行星大气中直接搜寻性命信号的大门。这或者听上去像是天方夜谭一般悠远，但请记住，仅仅在20年前，咱们乃至还不曾知晓任何一颗位于太阳系外的行星，而现在咱们曾经确认的系外行星就曾经有1000多颗，而仅仅就在过去的几年时光里，咱们就顺利地发明了地球大小的岩石行星。

　　在短短20年间，系外行星天文学曾经阅历了暴发式的发展，或者再过20年，咱们今天在本文中所描述的观念将会被证明是彻底错误的，而这或者就是科学发展与进步的方式。(晨风)

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/s/2015-08-18/doc-ifxfxzzn7546169.shtml

声明: 除非转自他站（如有侵权，请联系处理）外，本文采用 BY-NC-SA 协议进行授权 | 智乐兔
转载请注明：转自《什么样的星球才宜居？对于系外行星宜居性探究》
本文地址：https://www.zhiletu.com/archives-4286.html
关注公众号：