超级太阳系或拥有7颗宜居带行星,地外生命概率大大增加

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生命是宇宙的奇迹,它的出现不但对星球的各个属性要求极高。到目前为止,不论是太阳系还是整个宇宙,人类都没有在地球以外的世界发现生命的痕迹。

不但云云,生命的出现,还带有一定的偶然成分。好比在太阳系,固然孕育生命的行星惟有地球,但这绝不意味着惟有地球适用生物存在。我们在寻找地外生命的时候,参考的一个最重要指标即是宜居带。

尽管宜居带的概念还没有一个明白的定义,但是它必须满足少许公认的要求:距离恒星不可以太远也不可以太近,以保证表面温度适宜,能够存在液态水;受到宿主恒星的辐射不可以太强,给表面的生物提供一个安全的生计环境……

超级太阳系或拥有7颗宜居带行星,地外生命概率大大增加-第1张图片-IT新视野

仅仅在太阳系内,就有三颗行星位于宜居带内:金星,地球和火星。遗憾的是,固然位于宜居带内,但金星和火星自己不争光,金星表面险些即是我们心中地狱的神态,而火星则有望成为人类的下一个家园,但是凭借它自己的能力想孕育生命另有些困难,大概在几亿年前,它的表面环境另有望勉强孕育少许微生物。

对于太阳系的行星来说,我们还能通过探测器来现实调查其表面环境,乃至带回岩石样本检验生命迹象。而对于系外行星,我们不可能直接观测它们是否有生命存在。因此,宜居带的概念也就显得加倍重要。

最近的一项研究评释:在宇宙中的其余恒星系中,宜居带行星数目可能比太阳系还要多。若条件足够合适,乃至一颗恒星周围就有7颗宜居带内的行星,比太阳系多了一倍还不止!

这个猜测来自于加州大学河边分校的天体生物学教授Stephen Kane,他和来自于加州大学伯克利分校、SETI研究所的卡尔·萨根宇宙生命研究中心等8个高校、机构的同事们配合进行了此次研究。

Kane在这项研究中,重点参考了他一直深入研究的恒星——TRAPPIST-1。TRAPPIST-1是科学家在1999年发现的恒星,距离我们大概39.13光年,半径仅有太阳的1/8,表面温度也惟有太阳的一半。当时谁也没想到,这颗恒星居然云云特别。

截至2017年2月,科学家已经在它的周围发现了7颗系外行星,使它成为了目前已知拥有行星第三多的恒星,仅次于太阳和开普勒-90。更惊人的是,这7颗行星都是和地球同样的岩石行星,而且起码有3颗位于宜居带内,拥有着孕育生命的根基条件,分别是TRAPPIST-1e、f和g。

超级太阳系或拥有7颗宜居带行星,地外生命概率大大增加-第2张图片-IT新视野

尤其是在发现了其余红矮星周围的大量岩石行星后,科学家们不禁陷入了沉思:一颗恒星周围究竟能包容几许颗宜居的行星?

为了回覆这个疑问,Kane等人行使计算机建立了一个模型,并行使这个模型系统对种种光谱范例的恒星及其周围不同尺寸、轨道的行星进行了推演。

恒星的分类是最早需求考虑的疑问,因为年轻的恒星加倍庞大、亮度和温度也更高,因此宜居带距离恒星也更远少许;相反,那些年龄相对大的恒星,温度相对低少许,因此宜居带相对更凑近恒星。

别的,他们还考虑了天体之间的引力作用,参考了每一颗行星在长达数百万年时间里的轨道变更和互相影响。

结果表现,光谱上分类为O型、B型大概A型的恒星,也即是出现出蓝色、白色的高温恒星,拥有着更宽阔的宜居带,至多乃至可以包容7颗宜居行星,比太阳系多了一倍还不止。而在和太阳相似大概更低温的恒星,也即是分类为G型、K型和M型的恒星中,宜居带内至多可以包容6颗恒星,我们的太阳也只是中下游的程度。

这个结果可以说是非常使人震悚的,我们永远认为太阳系和地球都是得天独厚的,因此才孕育了生命。但大概,就像天文学上有超级地球的说法同样,宇宙中另有“超级太阳系”。更惊人的是,过去所谓的超级地球是超级像地球,但大概宇宙中真的有那种逾越了地球的宜居行星存在,而我们只是“普通地球”。换句话说,地外生物乃至是地外文明,出现的可能性大概超过了我们的想象。

这两种至多的情况,都有一个重要的前提:引力的稳定性。固然严格意义上说,行星的轨道都是卵形,但偏心率越低,彼此相遇乃至碰撞的概率也就更低,这可以为生命的孕育提供更稳定的环境。尤其是,若我们真的有望看到最好的情况,辣么这6颗大概7颗行星一定在有限的宜居带局限内十分拥挤,碰撞概率大幅增加,这对于它们的稳定轨道提出了更高的要求。

因此,这些行星的体积越小越好。也即是说,对于两种光谱恒星的最好条件是:不可以有木星这样的气体巨星存在。

超级太阳系或拥有7颗宜居带行星,地外生命概率大大增加-第3张图片-IT新视野

有趣的是,正是这个条件,让一颗目前还没有发现任何系外行星的恒星进入了他们的视线。

Beta Canum Venaticorum(简称Beta CVn)是一颗距离我们大概27.5光年的恒星,光谱分类为G,和我们的太阳同样。Kane和他的同事们是这颗恒星的发现者,却没有在这里发现任何系外行星。对于这个情况,他们反而十分愉快:这意味着Beta CVn很有可能并无庞大的行星,只是有少许难以观测到的较小的行星。

凭据我们上头的介绍,Beta CVn的宜居带内也有可能拥有大量的宜居行星,而且轨道相对稳定,因此被Kane等人看作是寻找地外生命的最好候选者之一。

Kane的团队相信,宇宙中另有大量相似的恒星,不但没有气体巨星,而且还坐拥大量位于宜居带的岩石星球,这大大提升了地外生命出现的概率。他们有望,下一代望远镜能够更多地观测这种暂时还没有发现行星的恒星,找到那里的类地行星。乃至它们可以凭借加倍先进的光谱设备,直接检验到这些行星的化学成分,从而猜测它们究竟有多宜居。

Kane指出:这样的研究并不单单是在太阳系以外寻找生命辣么简单,还可以从侧面反映地球的历史。我们可以通过对这些宜居带行星的观测,打听地球是怎样从最初的荒芜一点点变得宜居的,乃至可以猜测未来可能出现的变更。

生物是宇宙的奇迹,但也代表着宇宙的奥秘。我们追寻地外生命的脚步不会休止,这也是我们打听这个宇宙的必经之路。也许地外生命乃至是文明真的像Kane等人猜测的同样宽泛存在又大概地球真的辣么唯一无二。不论是类情况,我们都渴望问出最简单也最复杂的疑问:为何?

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