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什么样的星球才宜居?关于系外行星宜居性探讨(2)

时间:2015-08-19 09:17 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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  那么或许在那些温度比较高的恒星周围会是比较好的选择,在那里,围绕恒星的宜居带距离恒星更远。

  然而情况同样没有那么简单,在这里我们将要面对一个不同的问题——大质量恒星是一个真正的“燃料黑洞”。的确,它们拥有巨量的燃料可供“燃烧”,但与此同时大质量恒星消耗“燃料”的速度却也要快得多,因此它们的寿命相比小质量恒星会显得非常短暂。

  比如说,宇宙中一些质量最大的恒星的寿命仅有数百万年时间,而我们的太阳的寿命则是在100亿年的量级上。

  根据地球上生命起源的事实进行推算,考虑到大质量恒星如此短暂的寿命,在它周围的行星上,即便是最简单的生命形式都没有时间出现。

  那么就让我们回到另一头,再回头去看看那些低温,小质量的红矮星,它们的寿命可以超过1000亿年,这远远超过了宇宙迄今的年龄。

  不过,如果有一颗围绕红矮星运行的系外行星经受住了这样的“狂轰滥炸”并成功地保住了自己的大气层,那么经历如此长的时间,在它的上面或许会进化出生命,并逐渐找到应对这种频繁爆发辐射事件的方法?

  温度变化

  不过,围绕红矮星运行的行星还有另外一个问题需要应对,这个问题是关于恒星生命周期内的光度变化。红矮星这种小质量恒星在其一生之中,其光度会出现非常剧烈的变化。

  以我们的太阳为例,在太阳的整个生命周期内,其光度的改变幅度约为30%左右。但相比之下,一颗红矮星的光度变化幅度却高达10倍左右!因此,围绕红矮星运行的系外行星在不同的时期内可能将要应对极端的高温和极度的寒冷,温度的长期变化将是极端的。

  有一种理论,被称作“孤独地球”(rare-Earth)。这一理论有它一定的道理,其核心观点是:由于地球在一些虽有随机性的历史事件中具备了一些非常独特的,其他星球所不具备的条件,因此才能够成为生命繁衍的乐园。这样的证据可以举出很多,比如说木星的存在。强大的木星引力在太阳系早期历史上可能曾经帮助地球阻挡并驱逐了大量原本将会撞击地球的小天体和彗星;另外还有月球的存在,后者帮助稳定了地球的自转。

  好了,以上所有这一切基本上都充满着悲观的氛围,但所有这一切都只是为了说明给出“宜居带”的精确定义是多么的困难,而并非暗示认宇宙中必定存在着其他生命,或是我们根本就不可能找到地外生命。

  目前已经有一些令人激动的项目正计划实行,如欧洲空间局(ESA)计划在2024年发射升空的“柏拉图”探测器(Plato mission)。该项目旨在搜寻那些大小与地球接近,在距离与地球相近的轨道上围绕一颗与太阳相似的恒星运行的系外行星目标。

  符合这些条件的系外行星将是后续精密观测的目标,并最终开启在这些系外行星大气中直接搜寻生命信号的大门。这或许听上去像是天方夜谭一般遥远,但请记住,仅仅在20年前,我们甚至还不曾知晓任何一颗位于太阳系外的行星,而现在我们已经确认的系外行星就已经有1000多颗,而仅仅就在过去的几年时间里,我们就顺利地发现了地球大小的岩石行星。

  在短短20年间,系外行星天文学已经经历了爆发式的发展,或许再过20年,我们今天在本文中所描述的观点将会被证明是彻底错误的,而这或许就是科学发展与进步的方式。

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