宜居星球

时间:2024-10-07 09:32:43编辑:奇事君

又有2颗可宜居星球被发现 需要哪些条件

  在可预见的未来,地球已经不能满足人类的需求,因此寻找第二个适合生存的星球也势在必行,科学家们也不断在努力研究,而近日又发现有2颗可宜居星球,那么成为宜居星球需要哪些条件?下面就由 星座知识 为大家揭晓下吧!    又有2颗可宜居星球被发现   据CNN1月14日报道,卡内基科学研究所天文学家在围绕红矮星运行的16颗系外行星中,发现了2颗可宜居的“超级地球”和一个未被探索过的类海王星行星,这2颗"超级地球"被命名为GJ180d和GJ229Ac,分别距离太阳19光年和40光年。    成为宜居星球需要哪些条件   首先,就是需要液态水,对于地球上的生命来说,水是万物之源,水也是生命的源泉,如果没有水,就不会有生命,所以寻找宜居星球的首要条件,就是要在这颗星球上找到液态水。如果这颗星球上存在液态水,即使其他条件恶劣了一点,也是极有可能存在生命的,比方说寒冷的木卫二。   第二点,就是这颗星球所在恒星系统的寿命长短。拿太阳举例子,太阳的寿命在大约100亿年左右,而按照地球上生命诞生的时间推算,大约太阳经过了10亿年左右的时间,地球才诞生了第一个生命,因此,一颗星球能否成为宜居行星,就要看它所围绕的恒星寿命是否超过了10亿年,这让它的宜居带中才可能孕育出生命,这颗星球也才算稳定了下来,并且进入生机勃勃时期。   第三点,看看这颗星球所在的恒星系统中,是否如同太阳系一样,存在着木星这般的气态行星,充当宜居带中的行星保镖。因为一颗行星除了需要满足以上2点,才可以成为宜居行星,还要看它周围的环境如何,如果周围没有木星那样的气态巨行星,那么它所要遭遇的“天外来客”侵袭就要非常频繁,这样不断地发生撞击,就无法孕育出生命。目前,NASA已经发现了50多颗宜居行星,未来或许都将成为人类的新家园。

符合什么条件的星球才可以被成为宜居星球?

近年来,天文学家陆续发现了上百颗“宜居星球”。2011年12月5日,美国航天局召开新闻发布会宣布,一颗行星与地球表面环境相似,可能适宜人类生存。科学家认为,这颗名为“开普勒-22b”的行星是寻找地外宜居星球的“里程碑”。它距离地球600光年,直径为地球的2.4倍,体积介于海王星与地球之间。在所属恒星系与地球在太阳系中的位置相似,公转周期290天。科学家据此推测,“开普勒-22b”表面平均温度大约22摄氏度。这意味着,这颗星球的温度或适宜生命生存。美国天文学家特恩巴尔博士总结出“宜居行星”的四大标准:1、至少存在30亿年,这样才足以形成行星并产生生命;2、中心恒星体积不能超过太阳的1.5倍;3、应有足够多的铁元素,才能形成;4、中心恒星应处于既非红巨星、也非白矮星的发展阶段,这样周围行星上的生命才有足够长的生存时间。宜居星球必须位于“宜居带”内。那么宜居带又是指的什么?对于任何动物、植物、以至于微生物来说,都会有一个最适合其生存的区域。如果我们把地球上所有生物以及它们在不同演化阶段所需要的不同条件加以总结,将这些条件扩展到所需行星的条件、太阳的条件甚至是恒星系的条件,就有了“宇宙宜居带”的概念。据NASA定义,处于“宜居带”的行星,意味着一颗行星与母星保持适当距离,进而为它表面存在液态水提供条件。恒星传递给行星的热量适中,行星既不会太热也不太冷。这一距离会根据母恒星的状态而改变,恒星散发热量多亮度高,这个距离就较远,恒星散发热量少,这个距离就较近。“宜居带”行星的表面温度大约介于零下17摄氏度至93摄氏度之间。以太阳系为例:太阳系共有8颗行星,只有地球上存在宜人的气温,使水能以液态形式长期存在于地表之上。根本原因在于,地球到太阳的距离既不太近,也不太远,接受到的太阳辐射刚刚好。太阳周围能够满足这一条件的区域,就被称为“宜居带” 不得不先泼一盆冷水的事实是,不少人把天文学名词“宜居”理解为适合人类居住,但对于天文学家来说,“宜居”指适合生命存在,哪怕这个生命只是一个单细胞细菌。针对宜居星球,研究人员提出了两个不同的指数,一个是与地球相似度指数,一个是行星适居性指数。与地球相似度指数用于评比行星和卫星与地球的相似程度,评比时参考体积、密度、与母星之间的距离等因素。行星适居性指数关注的则是其他一系列因素,例如是否拥有多岩或者冰冻地表,是否拥有大气层或者磁场。此外,这一指数还关注任何生物体能获取的能量,或者通过母星的光照,或者通过所谓的潮汐扰动过程。最后,行星适居性指数还要考虑是否存在有机化合物,至关重要的化学反应能否获得液态溶剂支持等。将地球的数据定为标准1,在与地球相似度指数的评比中,得分最高的是Gliese 581,得分为0.89,而行星适居性指数的评比结果和与地球相似度指数截然不同,得分最高的是土卫六“泰坦”,适居性指数达到0.64。 让我们来看看土卫六这颗与的资料吧。土卫六是环绕运行的一颗卫星,是土星卫星中最大的一个平均半径2575千米,比冥王星大。它很特殊,因为它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星,通过大型无线电望远镜观测的结果又证明它极有可能存在液体海洋。但是——土卫六的大气98%是氮气,1%是甲烷,人根本无法呼吸,但大气压力是地球的29.5倍。——土卫六的引力比地球小,天气变化比地球剧烈得多。——土卫六的海洋并非水,而是液态碳氢化合物。——土卫六没有磁场保护,所以当它运行到土星的磁气层外时,便直接暴露在太阳风之下,强大的辐射会伤害一切有机生命。——最吓人的是,土卫六的常年平均温度是零下180度。看了这些数据,你还想移居土卫六吗?当然,也有人反对宜居星球的提法,反对者认为这是把地球的标准固化为宇宙的标准。有个笑话是这样的:小明的妈妈怀孕了,大着个肚子,小明围着妈妈转了两圈,问:“妈妈,弟弟在里面干什么呢?妈妈回答:“睡觉。”小明惊讶地问:”“妈妈,你怎么把小床塞进肚子里的?”这个笑话的可笑之处在于,小明认为自己睡觉需要小床,所以弟弟睡觉也需要小床。现在,多数人也都是小明,认为地球生命需要什么,外星生命也需要什么。这是另一种形式的人类中心主义,也可以认为是想象力不够。考虑到生命的顽强,以地球为标准来衡量外星球是否适合居住也确实缺少说服力。摆脱了地球标准的束缚,生命的宜居区域可就要宽广得多。


适合人类居住的星球

适合人类居住的星球有开普勒452B的星球。这颗星球位于距离地球约1400光年的地方,它在一个G型恒星的宜居带上,都说它和地球有相似之处,是至今为止人类所发现的最像地球的星球。首当其冲的是两者的构造相似,地球是太阳系中最大的岩石行星,开普勒452B居然也是一颗岩石行星,这意味着这里拥有和地球同样丰富的地形,包括高原、山地、平原,以及峡谷等,构成了高高低低、绵延不绝的风景。除此之外,开普勒452B表面的平均温度为-8℃,但它并不是一颗冰冻星球,这表明这里很有可能存在液态水。


哪些星球适合人类居住

适合人类居住的星球有开普勒452B的星球。这颗星球位于距离地球约1400光年的地方,它在一个G型恒星的宜居带上,都说它和地球有相似之处,是至今为止人类所发现的最像地球的星球。首当其冲的是两者的构造相似,地球是太阳系中最大的岩石行星,开普勒452B居然也是一颗岩石行星,这意味着这里拥有和地球同样丰富的地形,包括高原、山地、平原,以及峡谷等,构成了高高低低、绵延不绝的风景。除此之外,开普勒452B表面的平均温度为-8℃,但它并不是一颗冰冻星球,这表明这里很有可能存在液态水。


超级宜居行星:可能比地球更宜居的外星世界

超级宜居星球是一个比我们自己的家园地球更有可能孕育生命的世界。

除了观察像我们的 太阳 这样具有黄矮星的行星系统外,科学家们还观察了橙矮星,它们比我们的太阳更冷、更暗、质量更小。

在银河系中 ,橙矮星比黄矮星常见约 50% 。虽然我们的太阳的寿命估计不到 100 亿年,但橙矮星的寿命为 200 亿至 700 亿年。由于复杂的生命在地球上出现了大约 35 亿年,橙矮星的更长寿命可以让其宜居带内的行星有更多的时间来发展生命和积累生物多样性。

地球大约有 45 亿年的 历史 ,因此研究人员推测生命的最佳地点将是一颗 50 亿到 80 亿年之间的行星。

比地球略高约 8 华氏度(5 摄氏度)的世界可能是超级宜居的,因为它们可能拥有更大的热带地区,从而在地球上培养更多的生物多样性。然而,温暖的行星也可能需要更多的水分,因为更多的热量可能会使沙漠膨胀。

此外,陆地面积与地球相同但分裂成更小的大陆的行星可能更适合居住。当大陆变得特别大时(例如地球过去的冈瓦纳大陆,大约 5 亿年前),它们的中心远离海洋,通常使大型大陆的内部变成广阔而荒凉的沙漠。此外,地球的浅水区比深海拥有更多的生物多样性,因此科学家推测,浅水区的行星可以支持更多的生命。

KOI(开普勒感兴趣天体)5725.01 是一颗约 55 亿年的行星,直径为地球直径的 1.8 至 2.4 倍,绕着一颗距离我们约 2,965 光年的橙矮星运行。研究人员写道,它的平均表面温度可能比地球低约 4.3 华氏度(2.4 摄氏度),但如果它有比地球更多的温室气体来吸收热量,它可能是超宜居的。

潜在超宜居世界是 KOI 5554.01。这颗行星大约有 65 亿年的 历史 ,直径是地球的 0.72 到 1.29 倍,围绕距离地球约 700 光年的黄矮星运行。


宜居带内的行星都可能存在生命吗?并不一定,宜居带其实很小

许多仿真模型显示,许多系外行星可能存在有毒的大气,限制了外星人生存的可能性。



科学家表示:许多太阳系外的行星位于恒星的“宜居带”,但是这些行星可能拥有有毒的大气。这一发现可能大大限制了能够诞生比微生物更复杂生物的系外行星的数量。

在传统认知上,行星在恒星周围的一定范围内能够接收到一定量的恒星能量,这些能量可以使该行星存在液态水,而这个范围,就被称之为宜居带。这个范围的边界在很大程度上取决于主恒星的大小和温度。



做个比喻吧,如果这颗恒星又冷又暗,那么它的宜居带就会离恒星很近,就像在一个寒冷的夜晚,宿营者紧紧地围绕着垂死的火焰的余烬。如果它又热又亮,宜居带就在更远的地方,就像那些想不被大火烧死的露营者一样。

但是,行星的大气层也起着类似于露营者服装的作用。离火源越远,你就需要保暖的夹克以防止冻伤。在更靠近的地方,你不需要比一件T恤衫更多的衣物。这个比喻中的夹克衫是温室气体,比如二氧化碳,它通过保留太阳的热量来保持地球的温暖。



美国加利福尼亚大学河滨分校博士后研究员爱德华•施维特曼说:“这便一个问题,离恒星越远,就需要更多的二氧化碳来保持不冻结状态。” 他在美国密苏里州圣路易斯市的美国天文学会(AAS)的一个会议上说:“事实上,在宜居带的边缘地区,保持足够的温度可能需要比我们大气层中多出数万倍的二氧化碳。”

“但这对微生物来说不是问题-很多微生物都能在这样的条件下生存下来。但即使是对于最简单的动物生命形式,这都远远超出已知的有毒水平。”



“在大多数恒星宜居带偏外侧的半数以上的行星,需要其大气层中至少含有10%的二氧化碳才会存在液态水。这些二氧化碳对人类生存来说是极其有害的。”

他补充说,如果你想要一个二氧化碳含量很高的星球,同时在其中的人类和其他高级动物不会中毒,那么传统意义上的宜居带就会缩小到三分之一以下。

同为研究小组成员的加州大学里夫分校的生物地球化学家蒂莫西莱昂斯“想象一下‘复杂生命的宜居带’被定义为一个安全区,在其中的星球上拥有丰富的生态系统,就像我们今天在地球上发现的那样。结果表明,像我们这样复杂的生态系统不可能存在于传统上定义的那样宜居带的大多数地区。”



二氧化碳并不是唯一的问题,另一种有毒气体是一氧化碳。我们通常把它与空气污染联系起来,但它也可能是由自然原因产生的。即使在相当少量的情况下,一氧化碳也会与血液中的血红蛋白结合,阻碍氧气运输到需要氧的细胞,导致它们因缺氧而死亡。

然而,在地球上,这种气体一般不会累积到致命的程度,除非在封闭的空间(例如 汽车 发动机运转的车库),因为它会被在太阳光中的紫外线迅速催化而反应成为无害气体。但大多数恒星都比太阳暗。其中最暗淡的,通过施维特曼的研究小组计算出,它不能产生足够的紫外线来清除在其宜居带中一部分的任何行星大气中的一氧化碳。



同时施维特曼也指出这些环境虽然不适合我们所了解的人类或动物生存,但是可能是某些类型的微生物生活的天堂。当然,外来物种可能会在血液中使用血红蛋白以外的其他物质。

例如,在《星际迷航》中,像斯波克这样的瓦肯人有绿色血液,因为它使用含铜化合物进行氧气输送,而不是含铁血红蛋白。尽管这是科幻小说,但地球上某些的软体动物实际上确实使用了叫做血清素的一种铜化合物,作为血红蛋白的替代品。他们的血是蓝色的,不是绿色的,但它们也不容易在有一氧化碳的环境中毒。

然而,高等动物比软体动物需要更多的氧气,所以他们使用血红蛋白。



施维特曼说:“血红蛋白是我们所知道的最有效的携氧化合物。”此外,他补充说,即使外星生物进化找到了解决生存在一氧化碳问题的方法,但这也不是唯一一种在暗星的紫外线弱辐射下能够积累到有毒水平的气体。

“所以,有许多潜在的问题,”。

他并不是说我们应该放弃寻找外星人。相反,随着成千上万颗新的系外行星被发现,他的团队的研究可以帮助其他科学家将注意力集中到最有可能的候选行星上。“我们的研究结果表明,复杂的生命需要许多我们以前不知道的东西。”

莱昂斯补充道:“这是第一次通过考虑地球生命的生理极限来预测宇宙其他地方复杂生命的分布。”

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处


上一篇:招生系统

下一篇:没有了