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发表于 2020-4-22 23:03:40
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虽然大家每隔几天就可以看到宜居带/类地行星/宜居行星一类的关键词上热搜,但是对于这个问题还是要非常理智来进行看待的。
当我们提起宜居带的时候,我们在说些什么?在一个行星系统内,被相信行星必须在适居带内才能让生命产生。星周盘适居带在概念上是包围在恒星四周围的球壳状空间,所有在范围内的行星表面温度都应该能使水维持液态。液态水被认为对生命是至关重要的,因为它的角色是作为生物化学反应所需要的溶剂。在1959年,物理学家菲利浦·莫里森和朱塞佩·科科尼在搜寻地外文明计划的研究论文中提到了这样的区域。弗兰克·德雷克在1961年将这个观念用德雷克方程式使广为人知。(by wiki) 适居带与恒星的距离,可以用恒星的光度的大小计算出来。对选定的恒星,可以用下面的方程式决定距离的范围:
图片来源 wiki
因此从定义上我们不难理解:宜居带≈液态水带
对于一颗恒星来说,尤其是晚期矮星或者小质量恒星,因为其光度较低(意味着温度较低),宜居带都可能相当延展,以太阳为例(没错太阳其实在恒星里面算个弟弟),其宜居带为太阳周围0.99-1.7AU的范围(1AU为一个日地距离,地球刚好卡死在宜居带的边缘,某种意义上很极限)。
宜居带对生命诞生能起到多大作用?
行星处于宜居带内是行星产生类似地球生命的必要条件,但并非充足条件,这点很重要。
还是举个太阳系的例子吧,其实火星也落在宜居带内(远日点也只有1.6AU),可是火星上就没有生命,至少现在我们没有发现,其原因非常之多,比较重要的一点是火星质量偏小,无法束缚住大气层,致使大量水蒸气随气体逸散出行星范围,导致火星上一片荒漠(不过好消息是火星靠近两极的地下可能还是有液态水或者冰水存在的)。
因此宜居带始终只能是一个必要条件,其实我觉得大家可以看看《Rare Earth》这本书(应该是上宇宙生命学的时候老师推荐的),其中提到的主要思想就是,虽然宇宙中存在不可计数的行星-恒星系统,但是地球的存在却是一种极为稀有的存在,也正是因此诞生生命或许本身就是一件超稀有事件,可以说是超SSSSSSSSR卡牌了(真有你的太阳欧皇)。
开普勒发现的宜居带内行星,有没有可能有生命?
很难,我只能说很难,这也是一颗红矮星,发生耀斑的可能性很大(应该是flare这么理解吧),对于近距离的行星的大气层会造成十分严重的伤害,如果这颗行星的磁场不够坚强,只要一次大型恒星耀斑就可以直接将行星的大气层掀开剥离。
而同时,红矮星(我们已发现的)大多数都是二代或者更后代恒星,他们的金属丰度更高,但是也更年轻。
要知道我们的太阳系形成于46亿年前(也属于比较年轻的恒星),只是诞生最简单的生命系统就使用了超过20亿年的时间,如果红矮星的年龄尺度短于此恐怕也会提高难度。
另外就是其环绕周期不过20个地球日,在没有潮汐锁定的情况下,这个时间周期是否导致四季过于频繁是一个问题,如果潮汐锁定了的情况下,这颗行星将面临一面永昼一面永夜的地狱,就更加难以孕育生命,极端状况还有可能像下面那样来一场永夜铁雨。来一场宇宙双星探戈?
因此总的来说,看看热闹就好,或者当做日后殖民地的候选目标就好,真的诞生跟人类同级别的文明还是,不太可能。 |
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