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2018
04-16

红矮星周围可能有水被困的世界?


外星生命的猎人可能有一个新的和不知情的利基侦察出来。

哥伦比亚大学天文学副教授Kristen Menou最近提交给天体物理学杂志的一篇论文指出,紧靠M级红矮星的轨道上的被锁定的行星可能拥有一个非常独特的水文循环。而在一些极端的情况下,这个循环可能引起一种奇怪的二分法,在世界的半球上收集冰,留下一片炎热的向日葵。在这样的条件下萌芽的生活将是一个挑战,专家说,但它是 - 诱人 - 可想而知。

艺术家的概念,岩石世界轨道上的一颗红矮星。 (信用:NASA / D。阿吉拉尔/哈佛 - 史密松天体物理中心)。

红矮星周围的生命的可能性诱惑研究人员之前。 M型矮星只有太阳质量的0.075到0.6倍,在宇宙中更为常见。这些吝啬的星星的寿命可以用年龄为万年的年来量度低端的质量。相比之下,宇宙只有大约一百三十八亿年。这是给予生物生命一个机会进行游戏的另一个加号。尽管可居住的地区,或者说水分保持液态的“金发姑娘”地区更接近一颗红矮星行星的主星,但它也比我们自己的太阳系中居住的地球还要广泛。

Gliese 581-与我们自己的太阳系形成对比的一个红矮星周围的潜在居住区的例子。 (信用:维基共享资源共享署名3.0 Unported许可证下的ESO / Henrykus)。

但这样的情况并不是没有缺点。红矮星是汹涌的星星,释放出辐射风暴,使我们所知道的任何附近的行星都无法生存。

但是,梅诺教授提出的模型绘制了一个独特和引人注目的图片。当一个地球大小的世界永久白天侧的水被锁定在M矮星的轨​​道周围时,会迅速蒸发,它将被大气对流运输并冻结并积聚在永久的夜间一侧。这个冰只会慢慢迁移到炎热的白天,这个过程将继续下去。

这些“水锁世界”会比我们自己更常见吗?

所提到的潮汐锁定类型与地球和月球之间发生的相同。月亮保持着一个永远向地球转动的脸,每29.5天一次的朔望期完成一次革命。我们在木星和土星的卫星上也看到了这种现象,这种行为很可能在密切绕着主星运行的系外行星上。

这项研究使用了德国汉堡大学创建的称为PlanetSimulator的动力学模型。以作者为蓝本的世界表明,地球海洋中存在少于四分之一的水的行星,与地球相似的日照将与地球上的主星相似,最终会把大部分水分作为地球夜晚的冰块。开普勒数据结果表明,在M-矮星周围的密集轨道中的行星可能是相对常见的。作者还指出,这个围绕缺M星而运行的缺水世界的冰阱将会对气候产生深远的影响,这取决于挥发物的数量。这包括对侵蚀,风化和自行车过程的影响,这对我们在地球上知道的生命也是至关重要的。

到目前为止,还没有一个真正的被发现的系外行星“短名单”,可能适合法案。 “一个M矮星的居住区内的任何行星都是一个潜在的被水困住的世界,但如果我们知道这个星球拥有浓厚的气氛,可能不会。”Menou教授告诉宇宙 今天。 “但随着更多的这样的行星被发现,应该有更多的潜在候选人。”

艰难的时刻在苛刻的气候 - 一个艺术家的概念白天在一个世界的轨道上的一个红色的矮星。 (Credit:NASA / JPL-Caltech)。

是那个红矮星 是相对常见的,这个冰封场景是否也会普及?

“简而言之,是的,”梅努教授对今天的宇宙说。 “这也取决于这些恒星周围行星的频率(迹象表明这是高的)以及地球表面水的总量,一些地层模型认为确实应该很小,这将使得这种情况更可能发生/有关。原则上可以是规范而不是例外,尽管还有待观察。“

当然,在这种条件下的生活将面临独特的挑战。世界白天将以频繁的辐射风暴的形式受到红矮星宿主太阳的狂风大喜的冲击。寒夜的一面会为此提供一些喘息的机会,但是在世界这个永久笼罩的夜晚,找到一个可靠的能量来源是很困难的,可能是依靠化学合成代替太阳能光合作用。

在地球上,生活在靠近“黑烟”或海底深处的火山喷口处,太阳从未闪耀过。人们也可以想像生活在这样一个世界的黄昏地带找到一个小生境,以这个世界的碎屑为食。

我们太阳系的一些最接近的红矮星包括Promixa Centauri,Barnard's Star和Luyten's Flare Star。巴纳德的恒星由于其自身的高运动而成为一个多世纪以来寻找系外行星的目标。

迄今为止发现的最靠近的外行星M-矮星是Gliese 674,距离14.8光年。根据“太阳系外行星百科全书”目前的太阳系世界的统计数字为919.

这次追捕也将为2017年启动的外星人调查卫星和开普勒的后继者TESS提供挑战。

寻找和鉴定冰封的世界可能被证明是一个挑战。这样的行星会反照反照率,或者从一个半球到另一个半球的亮度,但是我们总是会看到冰层覆盖的夜晚在黑暗中。尽管如此,寻找外行星的科学家们仍然可以从以前获得的数据中剔除出大量的信息 - 也许我们很快就会知道,这样的行星绿洲是否存在于围绕红矮星周围的“雪线”内部。

在下面的链接阅读关于陷阱水世界的文章。

来源:今日宇宙