驚人發現!某些系外行星的生物多樣性或超過地球

2021-01-21 騰訊太空

藉助美國宇航局的一個模型，科學家對不同類型的系外行星的氣候進行了模擬。模擬結果表明地球可能並非生命的最理想家園，某些環繞遙遠恆星的系外行星可能存在種類和數量均超過地球的生命。也就是說，這種行星的生物圈要比地球更為豐富多彩。

TRAPPIST-1恆星系統藝術概念圖，存在多顆類地行星


地球可能並非生命的最理想家園，某些環繞遙遠恆星的系外行星，無論是在生物多樣性還是數量方面都可能超過地球。藉助美國宇航局的一個氣候模型，美國科學家探究宜居度最高的系外行星，最後得出這項令人驚異的結論。


研究小組發現如果系外行星擁有更緻密的大氣層，旋轉速度更慢，再加上有陸地的存在，就能夠出現效率更高的海洋上升流。這樣的海洋更適合生命生存。這一研究發現有助於推進未來的外星生命搜尋工作。



研究過程中，芝加哥大學地球化學家史蒂芬妮·奧爾森和她的同事利用宇航局研發的軟體進行建模，模擬不同類型系外行星的可能環境，尤其是它們的氣候和潛在的海洋棲息地。奧爾森表示：「在搜尋宇宙中的生命時，美國宇航局將目光聚焦所謂的適居區行星。這樣的行星可能存在液態水海洋。但並非所有海洋都擁有適居性。由於全球環流模式的優勢，某些海洋比其它海洋更適合生命生存。」


研究人員能夠利用他們的模型確定哪種類型的行星最有可能孕育生命並擁有豐富的生物多樣性。奧爾森指出：「我們利用一種海洋環流模型確定哪些行星擁有效率最高的上升流，進而擁有非常適合生命生存的海洋環境。」


超級地球藝術概念圖，座落於一顆個頭和溫度都不及太陽的恆星的適居區。這種大型行星能夠產生巖漿海並存在很長時間，進而為生命撐起一把磁場保護傘


地球海洋的上升流將深海的營養物帶到陽光更充足的上層區域——進行光合作用的生物生存的區域。更多上升流意味著更充足的營養供應，進而能出現更活躍的生物活動。


奧爾森指出：「我們需要關注系外行星的一些特定條件。我們的研究發現大氣密度更高，旋轉速度更慢和有大陸的存在的行星能夠產生更快的上升流。」研究人員認為地球可能並非生命的最理想家園，宇宙的其它角落可能存在更適合生命生存的世界。奧爾森說：「這是一個令人吃驚的結論。某些系外行星可能存在更有利的海洋環境模式，這樣的行星更適合生命生存，無論是豐富度還是活躍性都可能要超過地球上的生物。」


克卜勒-35AB雙星系統，可能存在一顆地表被水覆蓋的行星


由於天文觀測技術存在一些固有限制，這意味著生命的普遍性要超過我們的觀測結果。奧爾森指出鑑於此，我們在搜尋外星生命時應該將目光聚焦那些更有利於生物多樣性和活躍度的宜居星球。她說：「在這些行星，我們搜尋生命的難度最低。」


目前，科學家還沒有研製出能夠識別合適系外行星和測試這一結論的望遠鏡，但奧爾森認為這種局面將在不久後發生改變。她說：「這項研究發現對望遠鏡的設計具有啟發意義——例如針對美國宇航局提議建造的LUVOIR或者HabEx望遠鏡——確保未來的望遠鏡觀測任務能夠具備相應的能力。現在，我們知道應該搜尋哪些系外行星。我們需要啟動這方面的工作。」


研究發現大氣密度更高，旋轉速度更慢和有大陸的存在行星能夠產生更快的海洋上升流


喬治亞理工學院地球學家克裡斯·萊恩哈德指出：「我們認為在適居行星上，海洋在調節某些最引人注目的可遠程探測生命跡象方面具有重要意義。但我們對太陽系外的海洋知之甚少。在我們對系外行星海洋學的了解方面，奧爾森的研究向前邁進了令人興奮的重要一步。」萊恩哈德並沒有參與這項研究。


在8月18日至23日於巴塞隆納舉行的2019年哥德斯密特大會上，科學家闡述了研究發現。


藝術概念圖，超級地球巨蟹座55e環繞一顆類日恆星運行


科學家如何研究系外行星大氣層？


遙遠恆星以及環繞它們的行星往往擁有與地球大氣層截然不同的環境。為了了解這些系外世界並揭示它們的構成，科學家需要探測大氣層的成分。在進行這種研究時，他們通常會使用類似哈勃的天文望遠鏡。這些望遠鏡負責掃描夜空，最後將目光聚焦科學家最感興趣的系外行星。


太空望遠鏡的傳感器能夠進行各種分析。其中一項最重要的分析被稱之為「吸收光譜學分析」，具體地說就是分析透過行星大氣層的光線測量結果。每種氣體吸收的光線波長不同。吸收光線時，光譜上會出現一條黑線。這些黑線對應特定的分子，它們的出現意味著行星大氣層存在這些分子。


母星光線穿過系外行星大氣層時產生夫琅和費譜線，揭示納或者氦等關鍵化學物質的存在


這些黑線通常被稱之為「夫琅和費譜線」，以德國天文學家和物理學家夫琅和費的名字命名。1814年，夫琅和費率先發現了這些光譜線。通過將所有不同波長的光線結合在一起，科學家能夠確定構成一顆行星大氣層的所有化學物質。由於大氣中的特定物質會吸收特定波長的光線，關鍵就在於確認哪些波長的光缺失，這就能夠外星大氣層存在哪些化學物質。


這項工作需要藉助太空望遠鏡進行，這一點至關重要，因為如果使用地面望遠鏡，地球的大氣層會產生幹擾。地球大氣層中的化學物質會吸收光線，進而破壞樣本。這也就是為什麼要在光線抵達地球前對其進行研究。這種方式通常用於搜尋外星大氣層中的氦、納和氧。



在微信搜索漫步宇宙【qqtaikong】並關注，然後
1、回復「英仙座」可以看到2018年8月英仙座流星雨合集，近百顆流星與你一期一會。2、回復「日偏食」可以看到2018年8月日偏食全程實錄3、回復「火星大衝」可以看到15年一遇的2018年火星大衝實錄【2018年7月】4、回復「月全食」可以看到本世紀最長血月月食實錄【2018年7月】

   核轟炸後馬斯克又出新招 利用數千反射鏡改造火星

   未完成的謝幕：從《1Q84》到《瘋癲亞當》三部曲

相關焦點

  • 研究發現24顆超級宜居系外行星或比地球更宜居
    馬庫赫教授（小圖）的團隊發現有比地球更宜居的系外行星。（神秘的地球uux.cn報導）據東網：地球資源消耗殆盡的情況愈見嚴峻，尋找另一個宜居星球成為人類當前任務。美國華盛頓州立大學早前發表一項研究發現，與地球相比，最少24顆系外行星及系外候選行星，擁有可能存在液態水等更適合生命居住的條件。不過這些星球都距地球最少100多光年外，但今次發現意味可能存在比地球更適合生命存在的地方。舒爾策?
  • 科學家發現某些富含碳的系外行星或由鑽石組成
    【環球網科技綜合報導】鑽石可能是地球上非常稀有的物品，但在更廣闊的宇宙中似乎並不缺乏鑽石。據外媒9月15日消息，在最近發表在《行星科學雜誌》上的一項新研究中，來自亞利桑那州立大學和芝加哥大學的一組研究人員確定，在適當的情況下，某些富含碳的系外行星或主要由鑽石和二氧化矽組成。
  • 2019十大系外行星發現:存在水蒸氣和雲層系外行星
    依據該模型預測，這種貪婪黑洞可能是數萬顆流浪系外行星的宿主。該解釋理論在系外行星探索領域是極具挑戰性的，例如：天文學家無法應用凌日法發現此類行星，通常情況下，凌日法是觀察系外行星途經主恆星前後的光線變化，但是這種黑洞會吞噬光線，顯然該方法行不通。
  • 系外行星的發現
    1,據外國媒體報導,系外行星碰撞:科學家在距離地球約300光年的行星系統BD + 20 307年,發現在許多溫暖的塵雲,他們開始感到興奮,因為最近的塵雲可能更多證據行星碰撞,這種觀察是首次提出在10年前,2019年4月再次確認。對科學家來說，這一發現可能會導致更深入地分析碰撞過程是如何影響行星系統的形成和演化的。行星系統與地球非常相似，因為人們認為地球和月球是在一次巨大的撞擊後形成的。
  • 什麼樣的系外行星能孕育生命？假設地球是系外行星，它會是什麼樣
    科學家長期以來都堅持著「什麼樣的系外行星更像地球」的思路，但有一些人卻用了逆向思維，思考「如果地球是系外行星會是什麼樣」。他們表示：我們有現成的星球可以研究，那就是地球。如果我們能夠換位思考，將地球當作是一顆系外行星來研究，發現它的特徵，或許可以成為研究系外行星的重要參考。
  • 如何尋找系外行星,發現第二地球
    什麼是系外行星太陽系外行星（簡稱系外行星；太陽系外行星太陽系外行星英語：extrasolar planet 或 exoplanet）泛指在太陽系以外的行星。系外行星觀測手段米歇爾·麥耶（Michel Mayor）、迪迪爾·奎洛茲（Didler Queloz）1995年10月份他們利用徑向速度法發現了人類歷史的第一顆太陽系外行星(51Pegasi b)。開創了一個天文新時代，他們也因此榮獲2019年度諾貝爾物理學獎。除了徑向速度法，系外行星的觀測手段在近幾年來有了很多進展，而且新的方法還在被提出。
  • 系外行星是如何發現的？
    我們今天就聊聊和這次諾貝爾物理學獎裡相關的研究——關於系外行星的那些事，以及認識光年之外的它們是如何被我們人類發現的。什麼是系外行星？系外行星，顧名思義，就是指在太陽系以外的行星。這些行星通常指的是那些環繞太陽系外的恆星公轉的行星，當然，「無父無母」的流浪行星也是系外行星的一種，我們今天的主角是環繞恆星的系外行星。
  • 《天體生物學》雜誌：科學家確定24顆可能比地球更宜居的系外行星
    uux.cn報導）據cnBeta：華盛頓州立大學(WSU)地球生物學家Dirk Schulze-Makuch領導的一個科學家團隊已經確定了二十幾顆可能比地球更有利於生命的系外行星。雖然還沒有發現這種生命的直接證據，但像克卜勒這樣的系外行星搜尋任務已經改變了我們對行星系統如何形成的許多想法，並為科學家們提供了思考太陽系以外生命的方法，而不需要如此依賴猜想和推測。在迄今發現的4000多顆系外行星中，有一些被認為是適合居住的，儘管這是個有點誤導的詞。
  • 當我們在搜尋系外行星的智慧生命時,外星人或許早已發現地球人類
    儘管在過去的幾十年裡，天文學家對系外行星的搜尋，已經讓我們發現了超過4000顆太陽系以外的行星，但這也引出了一個問題，那就是地球是不是早就我們所搜尋的系外行星發現了。這是兩位天文學家在這周早些時候發表在《皇家天文學會月刊》上的一項研究中所提出的問題。
  • 海洋環流可能是發現宜居系外行星的關鍵!
    到目前為止，人類已經發現了成千上萬的系外行星。像苔絲這樣的太空探測器很可能會發現成千上萬的這樣的行星。但大多數系外行星都是氣態巨行星、熔融的地獄洞或冰凍的廢物。我們怎麼能在大海撈針的可居住世界裡找到那些針呢？換句話說，我們如何縮小搜索範圍？首先，我們需要找到水。
  • 射電探測:系外行星搜尋利器
    從那時開始，人們利用各種方法，陸續發現了四千餘顆系外行星[3]。這些行星是否有適宜生物居住的環境，成為了接下來人們關注的重點。　　現有的觀測手段可以幫助我們了解行星距宿主恆星的距離，以及宿主恆星的溫度，進而知道行星上是否有合適的溫度。在光學和紅外波段對特定行星的大氣進行觀測，還可以幫助我們了解行星大氣層的厚度和成分。
  • 科學家稱首次在系外行星發現水 距地球100光年
    英媒稱，科學家們在11日發表的一篇論文中說，他們首次在一顆遙遠行星的大氣層中發現了水，為太陽系外存在這種支持生命存續的關鍵要素提供了重要證據。　　 據路透社9月11日報導，科學家們在代號為K2-18b的行星大氣層中發現了水蒸氣。K2-18b是數百個「超級地球」之一。
  • 科學家認為24顆「超級宜居」系外行星可能比地球更適合居住
    （環球網）華盛頓州立大學(WSU)地球生物學家Dirk Schulze-Makuch領導的一個科學家團隊已經確定了二十幾顆可能比地球更有利於生命的系外行星。 根據克卜勒任務的數據，這些超級宜居世界的條件可能比我們的星球更適合維持生命更長時間。
  • 克卜勒太空望遠鏡退役 發現了2662顆系外行星
    NASA說，克卜勒望遠鏡發現了2662顆系外行星，其中許多行星可能孕育著生命。其繼任者是今年４月發射升空的「凌日系外行星勘測衛星」。NASA官網介紹說，克卜勒望遠鏡讓我們對太陽系行星多樣性大開眼界。其收集的信息顯示，1/4到1/2的可見恆星可能擁有與地球大小相近的巖石行星，一些此類行星可能位於母恆星的宜居帶內，其表面可能存在液態水。
  • 「行星獵人」再發現66顆系外行星，這裡面會有「第二地球」嗎？
    據報導，日前美國國家航空航天局（NASA）的「行星獵人」——凌日系外行星勘測衛星（TESS）再次有新的好消息傳來，它又發現了66顆全新的系外行星和近2100顆「候選」的系外行星。當人類對於太陽系有所了解的時候，一些天文學家就相信，太陽系之外也有行星的存在，不過卻始終都沒有發現。一直到上世紀90年代初，人類才第一次發現了第一顆系外行星。特別是自從人類進入到21世紀，太空探索領域科學技術水平突飛猛進的發展，伴隨著探測儀器越來越先進，發現的系外行星數量也越來越多。我們都知道，行星本身是不發光的，那麼，天文學家們是如何鎖定系外行星的呢？
  • 歐洲天文界發現32顆系外行星 確認24顆「超級地球」
    歐洲南方天文臺在智利拉西拉山上的觀測地中國日報網環球在線消息：綜合外國媒體報導，歐洲南方天文臺國際研究小組10月19日在葡萄牙波爾圖大學天體物理中心發表公告說，該小組又發現了32顆在太陽系以外的行星（簡稱系外行星），同時還確認了
  • 天文學家是如何發現系外行星的？
    距離地球最近的恆星是比鄰星，光從比鄰星到達地球需要4.2年。人類從夜空中只能用肉眼看到6000多顆恆星，由於距離遙遠，看到的都是一個閃閃發光的點。行星本身並不會發光，行星雖然會反射恆星的光芒，但是由於恆星之間的距離太遙遠，從地球上很難通過天文望遠鏡直接發現系外行星的存在，那科學家又是通過什麼方法發現的呢？系外行星是如何被發現的？
  • 什麼是系外行星，怎樣探尋及其發展前景
    太陽系外行星（系外行星）是指太陽系以外環繞其他恆星運轉的行星。 1995年10月6日科學家們在與一顆類日恆星的周圍發現了第一顆系外行星。自此以後，天文學家就以驚人的速度發現了大量的系外行星。目前已知的系外行星清單中就包含超過500個新的天體！
  • 哪些系外行星最有可能存在外星生命?科學家們發現了新的探索方向
    也許在不久的將來，流浪地球也不再是科幻，而是擺在全人類面前的真實議題。科學家們從未停止過對於外太空的探索，以期尋找到另一個適合人類生存繁衍的棲息地。哪些系外行星最有可能存在外星生命？科學家們發現了新的探索方向。
  • 距太陽系僅12.5光年,發現兩顆酷似地球的系外行星!
    過去幾十年，科學家發現的系外行星數量呈爆炸性增長趨勢。迄今為止得到證實的系外行星超過4000顆。現在，科學家正逐漸從搜尋系外行星過渡到確定系外行星的特徵，包括利用技術手段，確定它們是否擁有適居性。最近，一支國際科學家小組發現了兩顆酷似地球的系外行星，環繞恆星「蒂加登」運行。