研究:在银河系中找到第二个地球可能比想象的要难

2021年06月24日 14:40 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,发现太阳系以外的系外行星已经成为一项相当常规的工作,这要感谢NASA和其他太空机构在过去20年里开发的一些主力望远镜。开普勒已经发现了数千颗行星,包括地狱般的熔岩行星。2018年发射的凌日系外行星凌日系外行星探测卫星(TESS)还在继续收集奇特的世界。

Screenshot_2021-06-24 Finding a second Earth in the Milky Way may be more difficult than we thought.png

但在我们发现的所有行星中很少有行星位于“适居带(Goldilocks zone)”,即恒星周围的区域,那里的条件正好适合液态水在其表面存在。离恒星太近物质就会蒸发,离太远物质就会冻结。正如我们所知的,这使得生命很难开始。

在其主恒星周围的适居带内,只发现了几十颗系外行星限制了科学家可以探测外星存在迹象的潜在宜居世界名单。通常情况下,我们会寻找跟我们自己相似的世界。毕竟,地球上的生物种类繁多,所以其他地方的类似条件应该也能促成同样的事情。

但对于外星天文学家来说,有一些坏消息:能像地球一样维持生命的行星似乎非常罕见。

在发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上的一项新研究中,研究人员研究了宜居带中的10颗类地行星,特别关注于测量它们的氧光合作用能力,他们称之为OP。

在地球上,OP是关键。这和植物的光合作用是一样的。光被吸收,最终转化为化学能。复杂的生命实际上依赖于地球上的进程,很少有生物以其他方式产生能量。研究人员认为,这一过程在宇宙中应该相当普遍,因为所有的行星都接收到它们的主恒星发出的光。

通过检测有多少光可能到达行星来确定有多少OP可能发生在一颗系外行星上,这是基于到它的主恒星的距离和恒星的温度和亮度。这项测量帮助研究小组计算了一颗行星可能接收到的“光合有效辐射(PAR)”。

研究小组观察了地球上的10个类似物,结果发现没有一个跟地球接收的PAR量接近,因此无法维持像我们自己这样的生物圈。

像Trappist-1和比邻星这样的红矮星并不像我们的太阳那样亮也不会产生和太阳一样多的热量。这就减少了在其轨道上到达系外行星的PAR数量。由于红矮星是银河系中最常见的恒星,所以这些发现的信号也许让第二个地球可能不像天文学家希望的那样常见。

那不勒斯大学天体物理学家、该研究的论文第一作者Giovanni Covone表示:“这项研究对复杂生命的参数空间提出了强烈的限制,所以不幸的是,似乎拥有丰富的类似地球的生物圈的‘最佳位置’并没有那么宽。”从本质上说,适居带可能没有我们想象的那么宽。

然而该团队确实发现了一个稍微有希望的目标:开普勒-442b,它距离地球超1200光年。开普勒-442b比地球稍大一点,质量是地球的两倍,此前被认为是一颗潜在的宜居系外行星。在被研究的行星中,它接收到的PAR数量最多,理论上可能能维持跟地球相同数量的生命。

研究人员警告称,他们的方法确实有局限性。他们只关注有多少光到达了这些类地行星,但OP过程要复杂得多。他们还忽略了一些会降低到达某一特定行星的光线效率的情况--例如某些行星的大气层可能会吸收光线或云层可能会阻止光线到达行星表面。

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