科学星|未来人类可移居的系外行星,需要拥有这几大特征
北京联盟_本文原题:未来人类可移居的系外行星 , 需要拥有这几大特征
能源 。 我们需要我们可居住的星球提供能量 。 让我们随机选择一些 , 比如一颗恒星 。
液态水 。 这是我们对可居住性定义的首要要求 。 内部“可居住区”的定义是在失控的温室效应发生和任何地表水变成蒸汽之前 , 行星可以居住的最小恒星-行星距离(称为半长轴) 。 可居住区的外缘是最大的半长轴 , 超过这一长轴 , 即使是强烈的温室效应(浓密的CO22大气)也无法维持足够高的地表温度使水保持液态 。 液态水是一种最理想的介质 , 在这里 , 化学物质可以有效地进行迁移 , 使复杂的有机体得以发育 。
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图解:艺术家显示在银河系内的恒星有行星环绕着是多么普通的现象 。
大气层 。 没有大气层 , 行星就不能运输热量 , 也不能保护生物体免受危险的辐射和粒子的伤害 。 此外 , 大气显然是生物体获得代谢反应所必需的原子和分子的必要条件 。 这也发生在液态环境中 , 但仍然需要行星大气 。 如果没有大气压力 , 以及直接暴露在恒星辐射下 , 海洋就会蒸发 。
【科学星|未来人类可移居的系外行星,需要拥有这几大特征】
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图解:2013年1月2日:天文学家估计银河系可能包含多达4,000亿颗系外行星 , 这几乎是每一颗恒星都有一颗行星 。
磁场(可能) 。 这实际上比你想象的要难理解 。 通常 , 我们认为磁场是保护大气免受带电粒子和大气侵蚀的东西 。 这似乎仍然是事实 , 但故事是不完整的 。 金星没有特别强的磁场 , 但它有一个非常厚的大气层 。 这意味着 , 一个具有一定成分和密度的大气可以保护自己免受过多的粒子逃逸 , 但这些类型的大气似乎并不十分适宜 。 目前 , 我们仍应把磁场视为生命发展的重要因素 。 无论如何 , 这不是我们目前能用系外行星研究的 , 因为在如此小的、遥远的天体周围 , 磁场仍然无法探测到 。
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图解:太阳系与巨蟹座55行星系统的比较图 。
一颗长寿的星星 。 生活需要时间来发展 。 如果你有一颗行星围绕着一颗大质量恒星 , 那么恒星可能会 , 也可能会 , 在行星上的条件变得适合居住之前死亡 。 地球花了大约10亿年的时间 , 地球表面和太阳系才平静下来 , 足以产生单细胞生物 。 持续不断的轰击和全球性的地面游戏是熔岩 , 这意味着它是一个相当不友好的地方 , 任何种类的有机体 。 即使在那之后 , 多细胞生物的发展又花了29亿年 。 我在前面提到过 , 我将再次提到m矮星是寻找可居住世界的最佳候选恒星 。 其中一个原因是它们的寿命非常长 , 大约在100亿到数万亿年之间 。
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图解:内太阳系和系外行星HD 179949 b、HD 164427 b、Epsilon Reticuli ab、及Mu Arae b轨道的比较图 。 (所有母星皆在中央位置)
低紫外线辐射环境 。 关于这件事有很多话要说 , 但我会保持简洁 。 强烈的紫外线和x射线辐射对大气(光化学分解、蒸发)、地表水(海洋蒸发)和生物体(癌症等)有害 。 因此 , 一颗恒星周围有强烈超紫外线辐射或耀斑的行星在可居住性方面会有一些问题 。 这对m矮星来说是个坏消息 , 因为它们在电磁频谱的这个区域非常活跃 。 然而 , 随着年龄的增长 , m矮星超紫外线的活动稍微平静下来(自转变慢 , 磁场减弱 , 耀斑变得不那么强烈/频繁) , 因此年龄较大的m矮星周围的宜居带岩石世界有更好的宜居性机会 。
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