超百颗可居住星球,人类的未来是星辰大海

我们的银河可能充满了可居住的系外卫星!

我们的太阳系中有八颗行星(对不起冥王星),但这些行星总共拥有超过175颗卫星,其中一甚至可能拥有生命。事实上,根据一项新的研究,根据我们在这里观察到的情况,我们的银河系可能会爆裂出系外卫星,其中相当一部分可能能够促进生命。

利用开普勒太空望远镜收集的数据,来自加州大学河滨分校和南昆士兰大学的研究人员已经确定了121颗可能拥有可居住系外卫星的巨型系外行星。在这项研究中没有发现实际的系外卫星,但这些系外行星很有可能半径是地球的三倍,它们都有天然卫星。由于这121颗行星位于其恒星系统的宜居带内,其中一些系外卫星甚至可能具有生命所需的条件。由罗伯特·威滕迈尔(Robert Wittenmyer)领导的这项新研究的作者表示,他们的工作应该激励其他天文学家开发新的方法来检测遥远卫星大气中的生物特征和其他生命迹象。这项工作现在发表在天体物理学杂志上。

超百颗可居住星球,人类的未来是星辰大海

迄今为止,美国宇航局的开普勒太空望远镜已被用于探测数千颗系外行星,其中一小部分是岩石状的类地球行星,停放在恒星系统的宜居带内 - 行星可以在地表容纳液态水的特殊区域。持久性液态水的存在很重要,因为它被认为是生命的关键先决条件。开普勒任务的一个主要目标是弄清楚岩石行星在其主星的宜居带内居住的速率。但正如这项新研究所指出的那样,开普勒还可以告诉我们巨型行星出现在这些区域内的速度。

利用开普勒数据,研究人员估计了宜居带中巨型行星(即半径比地球大三倍的行星)的频率。他们的数据显示,大约6%到12%的恒星在其可居住区内有巨型行星。假设这些系外行星中的每颗都至少有一颗卫星,他们估计任务检测到的大约121颗巨型行星可能拥有一颗潜在的宜居卫星。这是保守的 - 实际数字可能要高得多。

"目前有175颗已知的卫星围绕太阳系内的8颗行星运行,其中大部分都围绕着我们系统中最大的两颗行星运行,木星拥有69颗已知卫星,土星拥有62颗已知卫星,"作者在研究中写道。"太阳系中大量的卫星,特别是围绕木星行星运行的大量卫星,表明卫星绕巨型系外行星运行的可能性很高。

当我们抬头看自己的月亮时,我们看到一个完全没有生命、无菌的球体。但对于一些系外卫星来说,情况可能会明显不同,特别是如果它们处于类似于木星或土星的气态巨行星的轨道上。它们代表了有趣的生命候选者,但与地球人对太阳能的依赖不同,这些系外卫星的居民可以使用从其宿主行星涌出的辐射。事实上,系外卫星甚至可能提供比地球更好的环境来维持生命。

"系外卫星有可能成为......'超级宜居',因为它们为潜在的生物圈提供了多种能源,而不仅仅是依赖像地球这样的恒星提供的能量,"作者在研究中写道。"超级宜居系外卫星的生物圈可以从其附近巨行星的反射光和发射的热量中接收能量,甚至可以通过潮汐力从巨行星的引力场中获取能量。因此,系外卫星应该期望有一个更稳定,更长的时期,其中接收的能量可以保持宜居的温带表面条件,以使生命形成和茁壮成长。

另一方面,波多黎各大学阿雷西博分校(University of Puerto Rico at Arecibo)的行星天体生物学家、NASA MIRS研究员阿贝尔·门德斯(Abel Méndez)表示,我们应该谨慎对待将可居住性归因于遥远的卫星。

"根据经验,卫星预计比它们的宿主行星小得多(例如地球和冥王星除外),因此太小而无法容纳大气层,"门德斯告诉Gizmodo。"因此,一般来说,只有那些超过1000地球质量(大约超过10个地球半径)的巨型行星才能拥有一颗火星大小的卫星,因此足够大,可以在可居住区拥有密集的大气层。

门德斯在行星可居住性实验室托管的可居住系外行星目录中考虑了所有这些因素。他的团队估计,到目前为止,在所有已确认的系外行星中 - 不仅仅是开普勒发现的那些 - 在宜居带中只有40颗巨大的行星足够大,可以容纳一个火星大小或更大的卫星,可能是潜在的宜居卫星。

尽管如此,它表明系外卫星已经成熟,可以进一步研究。

"现在我们已经创建了一个已知巨行星在其恒星可居住区内的数据库,将对容纳潜在系外卫星的最佳候选者进行观测,以帮助完善预期的系外卫星特性,"该研究的共同作者,南昆士兰大学的本科生Michelle Hill在一份声明中说。"我们的后续研究将有助于为未来的望远镜设计提供信息,以便我们能够探测这些卫星,研究它们的性质,并寻找生命迹象。

毫无疑问,未来的挑战将是双重的:探测这些巨大世界周围的实际系外卫星,然后扫描潜在的生物特征。可能的方法包括直接成像(但使用更强大的望远镜),光谱基质测量(一些系外卫星在某些波长下会比其主行星更亮)和微透镜(天体的引力相互作用会稍微扭曲入射光)。我们还应该向土卫二和木卫二发送机器人任务,这两颗卫星在我们自己的太阳系中很可能是可居住的卫星。




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投稿时间:2022-01-15  最后更新:2022-04-28

标签:木星   太阳系   天体   半径   外行   恒星   行星   望远镜   星球   星辰   大海   地球   人类   生命   未来

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