24顆「超宜居」星球被發現,比地球更適宜居住,地球不再完美?

2020-10-11 鍾銘聊科學

24顆「超宜居」星球

自從人類航天技術和天文觀測技術的快速發展,人類也開始考慮星際移民的問題。要知道地球這個家園肯定不會是永恆的,總有一天會走向衰敗或者不再適宜人類居住。所以,找到地球以外的家園是十分重要的。因此,一直以來科學家都在找尋適宜居住的系外行星

由於行星自身是不發光的,因此找尋系外行星要遠比找尋恆星困難。如今科學家藉助各種觀測手段,一共找到了4000多顆行星。美國和德國的科學家又在這4000多顆行星精心挑選出了24顆「超宜居」宜居星球,他們認為這些「超宜居」的居住條件要遠比地球更加完美。那為什麼科學家能得出這樣的結論呢?

宜居帶模型

想要了解這個問題,我們就得了解什麼樣的星球才算是「宜居」。目前來說,科學家一共總結了6個要素:

  • 處於星系宜居帶當中;
  • 擁有一顆處於穩定期的恆星,且處於恆星系的宜居帶當中;
  • 擁有地磁場;
  • 擁有合適的大氣層;
  • 擁有一顆和自身尺寸相差不大的衛星;
  • 周圍存在較大行星的守衛。

為什麼會有這些要素呢?

要知道,我們所在的地球是巖石星球,星球上擁有許多不同的元素。而在宇宙當中,主要是氫元素和氦元素,剩餘的元素不到1%。如果我們處於星系的邊緣,那裡的「重元素」實在太少,不足以支撐一個宜居星球的存在。但如果我們處於星系的中心,那裡的物質密度很大,有很多大質量天體,它們發出的輻射足以消滅所有的生物。因此,宜居帶星球不能距離星系中心太近,也不能距離太遠,只要在一個適當的範圍才適宜人類居住,這個範圍就是星系的宜居帶。

至於恆星的宜居帶,其實也很好理解。就拿地球為例,地球的能量主要來源於太陽輻射。太陽輻射是來源於太陽核心的核聚變反應。核聚變反應的強度取決於太陽自身的質量。一顆恆星質量越大,燒得就越快,輻射強度也越大,壽命也越短;如果質量越小,燒得就越慢,輻射強度也就越小,壽命也就越長。恆星的宜居帶說的就是在這個範圍內,行星恰好可以保存住液態水,不會凍結,也不會被蒸發掉。地球就恰好在宜居帶當中。同時我們還要注意的是,恆星的壽命不能太短,否則就不能夠住太久,當然恆星的壽命也不能太長,因為那樣輻射強度不夠,宜居帶會很靠近恆星,容易被潮汐鎖定。所以,一顆合適的,處於穩定期的恆星是很重要的

至於後面4條,地磁場的目的是用來抵抗恆星風的,如果沒有磁場,那麼恆星風很有可能就會消滅掉行星表面的生物。

合適的大氣層可以抵禦恆星輻射中的紫外線,因為紫外線對於生命也是致命的。而一顆和自身尺寸相差不大的衛星可以起到穩定器的作用,使得行星不會歪七扭八,這樣就能夠擁有穩定的氣候。而周圍存在著較大的行星,它能夠起到吸引小行星和彗星的作用,使得這些天體不會輕易撞擊行星。

木星如今就起到了保護地球的作用,上一次木星不小心失手了,直接導致了6500萬年前小行星撞地球,引發了恐龍的滅絕。

「超宜居星球」比地球好在哪裡?

宜居星球的條件可以說是非常苛刻,尤其是前2個條件是極其重要的。對於地球而言,雖然滿足這兩個條件,但並不是最完美的。比如:太陽的穩定期只有100億年,而且太陽輻射的強度隨著時間的推移還會增加,5億年後,由於太陽輻射太強大,植物會滅絕,以食物為基礎的食物鏈將被摧毀,人類也會面臨滅絕的風險。

所以,一顆穩定期長的恆星是十分必要的。太陽其實不是最完美的。科學家發現,K型的矮恆星是十分完美的恆星,它們的質量要比太陽小,所以壽命更長,穩定期也就更長,穩定期大概在150億年~450億年之間,而且K型恆星的輻射強度也足夠了,只要處於其宜居帶內,生物獲取的能量是可以得到保證的。

而這24顆「超宜居」星球所處的恆星系都擁有K型恆星,在這一點上它們就要比地球宜居很多。除此之外,它們的體積和質量要稍微比地球大一些,這使得它們擁有足夠大的引力要束縛大氣層以及具有保護性的地磁場來對抗恆星風。除此之外,這還能讓行星自身的地熱資源更加豐富。

由於它們要距離恆星更近一些,因此,它們的溫度要比地球高5度左右,所以它們的環境更類似於地球的熱帶雨林一樣,這樣的環境可以擁有比地球更好的生物多樣性。

因此,它們也成為了人類家園的「備胎」,至於到底是不是真的適宜人類居住,還需要進一步的探索才能夠知道。不過,目前它們距離地球都在100光年左右,按照人類目前的科技水平想要搬家到這些星球是幾乎不可能的事情,我們只能寄希望於人類研發出光速飛船。

美國從上世紀就已經在研製光速飛船,即便如此,乘坐光速飛船,前往「超宜居星球」至少需要上百年的時間。

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