大氣礦塵可提高類地行星宜居性

2020-12-04 環球網

本文轉自【科技日報】;

科技日報北京6月9日電 (記者張夢然)英國《自然·通訊》雜誌9日發表的一項天文學研究,大氣礦塵對類地行星的宜居性產生重大影響——會提高系外行星的潛在宜居性。這項發現意味著未來對系外行星解讀結果將有所改變,當研究類地系外行星時,必須要考慮礦塵的潛在影響。

所謂「宜居帶」,指的是恆星周圍存在一個表面可能有液態水的類地行星的區域,因此它是搜索地外生命的重點目標。而位於「宜居帶」的行星也意味著是適宜人類生存的行星,科學家一直在試圖尋找到這樣的星球。

在過去20年裡,已有數以千計的系外行星被發現,它們通常距離自己的恆星太遠或太近,導致溫度不是太熱就是太冷;少數位於「宜居帶」的行星,又很難擁有液態水以及像地球一樣的自然環境。

現在科學家們認為,一顆星球的宜居性也取決於該行星大氣的組成。而礦塵——行星表面的碳—矽酸鹽物質很可能影響氣候系統,但是在此之前,在構建系外行星的氣候模型時一直被忽略了。

鑑於此,英國氣象局科學家伊安·波特爾及其同事通過模擬方式,首次揭示了大氣礦塵如何對類地系外行星的宜居性產生重大影響。他們發現在潮汐鎖定的行星上(始終以同一面朝向恆星),礦塵會使行星的陽面降溫,使陰面升溫,從而擴大了這類行星的宜居帶範圍。他們認為礦塵可以減緩宜居帶內緣行星的水流失,也可以溫暖宜居帶外緣的行星。

通過模擬系外行星的透射光譜,研究團隊還發現,礦塵會模糊關鍵生物標誌物(如水蒸氣和氧氣)的存在,這說明,未來在解讀有關係外行星宜居性的觀測結果時,必須將這一點考慮在內。而只有人們對系外行星大氣的物理、化學和動力學性質有了進一步認識,才能真正了解系外行星的氣候環境和系外生命存在的可能性。

總編輯圈點

人類為了在茫茫宇宙中尋找同類,真是操碎了心。畢竟,像地球這樣的行星,簡直是宇宙的奇蹟。現在我們已經知道,一顆有生命的行星,它距離恆星的位置不能太近也不能太遠,它最好要有大氣和水,要有穩定安全的環境,讓生命有足夠時間演化。現在科學家又發現,以前建模時漏掉了一個重要考慮因素——行星的礦塵。礦塵可以幫助一顆行星「逆天改命」,讓乾燥的沒那麼乾燥,讓寒冷的沒那麼寒冷。人類詳盡考量各種因素,期待早日與浩渺宇宙中的其他生命相遇。

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    報告指出,藉助克卜勒望遠鏡的觀測,已發現的類太陽恆星可能產生超強耀斑,這種耀斑比人類有史以來發現的太陽耀斑強度都要大得多,這種惡劣的「太空天氣」會影響周邊行星的宜居性。類太陽恆星「超耀斑」破壞力巨大,或影響周邊行星宜居性近年來,尋找宜居的「超級地球」成了大家關注的熱點。
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    尚且不談宇宙中具體有多少個星系客觀存在,僅僅是在我們最熟悉的銀河系之中,倘若按照可居住概念來進行粗略估算: 僅我們自己所在的銀河系之中,潛在可能適合生命居住的類地行星數量,就有可能處於8個到200億個的龐大數字區間。
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  • 2018年人類將首次觀測到類地行星的大氣成分
    直到2016年,發射升空的克卜勒望遠鏡,利用凌星法已經為我們探測到了1200多顆行星,這些行星完全刷新了人類對於地外行星的認知。行星的體積越大,恆星的亮度下降越多,根據恆星的亮度變化我們可以測量出行星的體積大小。而如果恆星發射的光波亮度正好,可以讓我們繪製光譜,那麼根據都卜勒效應,我們就同時得到了行星的質量。當凌星法跟視向速度法結合起來,根據恆星亮度變化的時間,我們在知道了質量跟體積的情況下就能得到這顆類地行星的密度。
  • 超級耀斑影響行星宜居性
    巨大恆星耀斑發出的萊紫外線可以破壞行星的宜居性。美國北卡羅萊納大學教堂山分校的一項新研究將幫助天體生物學家了解行星在超級耀斑期間會經歷多少輻射,以及太陽系以外的世界是否存在生命。超級耀斑是一種能量爆發,比最大的太陽耀斑大10到1000倍。這些耀斑可以將大量的紫外線照射到行星上,其威力之大足以毀滅行星上存在生命的機會。
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    那麼,以下是我們用來確定一顆行星可居住性的一些品質:能源。我們需要我們可居住的星球提供能量。讓我們隨機選擇一些,比如一顆恆星。液態水。這是我們對可居住性定義的首要要求。內部「可居住區」的定義是在失控的溫室效應發生和任何地表水變成蒸汽之前,行星可以居住的最小恆星-行星距離(稱為半長軸)。可居住區的外緣是最大的半長軸,超過這一長軸,即使是強烈的溫室效應(濃密的CO22大氣)也無法維持足夠高的地表溫度使水保持液態。液態水是一種最理想的介質,在這裡,化學物質可以有效地進行遷移,使複雜的有機體得以發育。
  • 大氣塵埃,會使更多「類地行星」適合居住!
    回想一下1984年的科幻電影《沙丘》,你就會明白,大量的塵埃可能會導致行星變暖或變冷,這取決於他們的大氣成分。相反,這也會影響這顆行星的位置,是否在宿主恆星擴展出來的宜居地帶。這一重要的判斷標準,很有可能會更廣泛的應用於其他星系。
  • 胡永雲教授等關於太陽系外行星宜居性的研究取得新進展
    北京大學物理學院大氣與海洋科學系胡永雲教授與其芝加哥大學和普林斯頓大學的合作者在太陽系外行星氣候和宜居性方面的研究取得新進展。他們的研究結果表明水幾乎不可能被完全凍結在潮汐鎖相行星的背陽面,該結果對確認系潮汐鎖相行星的氣候、宜居性和探測適宜生命存在的行星有著極為重要的意義。胡永雲教授等的研究目標是紅矮星附近的宜居行星。這是因為紅矮星是宇宙中數量最多的恆星(佔宇宙恆星總數量的大約80%),而且紅矮星的宜居行星距離其母星較近,易於被探測到。因此,宜居行星很可能首先在紅矮星附近被發現。
  • 系外類地行星大氣中首次發現水汽 距離地球大約110光年
    研究人員首次在一顆太陽系外類地行星大氣中發現水汽,且這顆星球的溫度可能符合生命存在所需條件。英國期刊《自然·天文學》11日登載英國倫敦大學學院一個研究小組的報告,揭示這一「激動人心」的發現。這顆行星代號K2-18b,屬於獅子座,距離地球大約110光年。它圍繞一顆紅矮星運轉,表面由巖石構成,體積和質量分別是地球的2倍和8倍。這類質量超過地球的類地行星獲稱「超級地球」。研究小組分析「哈勃」太空望遠鏡觀測所獲光譜數據,發現它的大氣中有水汽,含量可能在0.1%至50%之間。
  • 在銀河系有多少可居住的行星呢?科學家說有超3億顆可宜居行星
    得益於使用克卜勒太空望遠鏡的數據進行的新研究,據估計,我們的星系中可能有超3億顆潛在可宜居的行星。有些系外可宜居行星甚至可能非常靠近我們,距離我們的太陽系只有30光年。研究結果將發表在《天文雜誌》上,研究是來自NASA,SETI研究所和全球其他組織的科學家的合作。
  • 距太陽系最近恆星系統內發現一顆類地行星
    自8月中旬起,外媒頻傳科學家已在比鄰星發現類地行星,但一直未被證實。英國倫敦瑪麗王后大學吉列姆·安格拉達-埃斯庫德及同事,此次分析了歐洲南方天文臺兩架望遠鏡在2000年至2014年間收集到的都卜勒測量數據,以及今年1月19日至3月31日之間收集到的一系列觀測數據。這些數據可測量受潛在軌道行星引力作用的主星的攝動(微小擾動)。
  • 何為類地行星?
    簡單地說:類地行星(八大行星分為三類:類地行星(包括水、金、地、火)、巨行星(木、土)及遠日行星(天王、海王).)是與地球相類似的行星.它們距離太陽近,體積和質量都較小,平均密度較大,表面溫度較高詳細地說:宇宙中是否存在和地球相類似的行星?我們地球是宇宙獨一無二的驕子嗎?
  • 中國科學家發現太陽系外宜居行星新線索
    記者今天從北京大學了解到,北大物理學院大氣與海洋科學系教授胡永雲研究團隊日前在美國科學院院刊發表研究成果,證明了海洋熱量的輸送能有效改變圍繞「紅矮星」運行的宜居行星的氣候環境和宜居性,並能極大改變太陽系外行星適宜生命存在的空間模態。
  • 又一個類地行星加入「地球兄弟俱樂部」
    這顆類地行星被命名為克卜勒-1649c(Kepler-1649c)。Kepler:代表克卜勒行星探測器,1649代表編號為1649的系外恆星,c代表這顆恆星的第二顆行星(第一顆行星以小寫字母b表示)天文學家認為很可能存在著第一顆行星,儘管目前還沒有發現。因為觀測數據顯示,存在著兩顆行星軌道共振現象。