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1 # 刺小繡
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2 # 懷疑探索者
天文學家口中的“宜居帶”,只是一個相對性的概念。
這個相對性是什麼意思呢?
我打一個比方,都說黑人身體素質好,很多黑人都是一流的運動員,比如田徑運動能手博爾特,拳擊手泰森,籃球之神喬丹,他們都是第一流的體育健將。
相對於其他人種來說,黑人的肌肉更加發達,耐力更加持久,所以更加適宜於體育運動。但是,這個也不是絕對的。也有一些黑人的運動能力並不是很傑出,而是低於一般水平。
所以講,“黑人都是運動健將”這句話,是一種相對性成立,不是絕對成立。
而所謂的“宜居帶”也是這樣,它是不是真的“宜居”,要看具體情況,而不是絕對。
天文學家說的“宜居帶”,指的是圍繞恆星運轉的某一顆行星執行的軌道,由於與恆星儲存一定的距離,使得行星表面的氣溫恰好維繫在一個大致恆定的範疇內。甚至更進一步,這個溫度範疇又恰好允許水以液體態存在。科學家認為,如果一顆行星上可以有液態水存在,則演化出生命的機率極高。
那麼,憑什麼說擁有液態水才代表了更可能擁有生命呢?這其實就是一個機會成本的問題。
我打一個比方,地方上出了盜竊大案,警察就優先查地方上有案底的人。雖然沒有案底的人不代表就一定不會盜竊,但是在機率上肯定要低於有案底的人。科學家探索地外生命困難重重,與其耗費無窮可能性去探索各種可能,不如把眼光集中在最大機會成本的擁有液態水的行星上,因為這種情況下演化生命的可能性最大。
那麼,“宜居帶”上的行星,一定會演化出生命體嗎?我舉一個典型的例子。金星就在“宜居帶”上,似乎“氣候宜人”。可是,金星上由於嚴重的溫室效應,不可能存在液態水,而是一個到處酸雨,平均溫度高達數百攝氏度的“地獄”。
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3 # 科技和生活
每一顆恆星幾乎都有屬於它的行星宜居帶,因為恆星都是可以發光發熱的星體,那麼在它周圍黃道面上一定的區域中,行星的表面溫度將會處於液態水可以存在的狀態,這一片區域就屬於恆星的宜居帶。
恆星周圍常有行星位於恆星的宜居帶中,這樣的行星也通常會被叫做宜居帶行星,比如在我們太陽系,地球和火星就位於太陽的宜居帶中。我們地球上有著萬萬千千的生命物種,其首要的條件也是因為地球位於太陽的宜居帶中。但是火星卻不是這樣,迄今為止,我們還沒有在火星上發現任何生命體,所以很顯然宜居帶行星也未必就一定宜居,它也很可能會是一顆毫無生機的星球。
判斷一顆行星是否宜居,需要對多個條件進行觀測,是否位於恆星的宜居帶只是條件之一,另外還要看這顆行星的質量。如果質量太小的話,那麼行星就很難會有大氣層,沒有空氣的星球上也就很難會有生命存在了。
但是如果行星的質量太大的話,又會成為氣態星球,氣態星球上沒有固態表面,大氣層底部壓強非常大,就連氫氣都被壓成了液態,這樣的星球上也很難會有生命存在。
所以宜居帶中的行星如果有生命的話,對其質量也是有要求的,一般需要的地球質量的5%到5倍之間,而且通常要有磁場來保護行星大氣層,使得星球上的液態水不至於都變成水蒸氣散逸到太空中,而且星體上不能發生嚴重的溫室效應,不然或會成為金星的樣子。
總之,如果一個星球上要想像我們地球這樣可以為生命物種提供生存環境的話,需要具備多種條件,並非是只位於宜居帶中就可以的。
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4 # 星辰大海路上的種花家
宜居帶內的行星就一定宜居嗎?如果不是,系外行星搜尋還有什麼意義?
這確實是一個非常有趣的話題,甚至無需用系外行星來舉例,太陽系內就讓這個夢破滅了!因為八大行星中,地球和火星是肯定處於宜居帶內的,金星也許有些爭議,不過一般認為金星處於宜居帶的熱邊緣,假如地球處在和金星同樣的位置,理論上來看應該也能保持液態水的條件!
但事實上金星的表面溫度超過450度,大氣壓高達90個以上,大氣層中96%以上都是二氧化碳,還有一層硫酸雲,想必這個環境即使地球上臉高壓鍋內都達不到吧!而火星則是大氣層稀薄到只有地球的1%,表面溫度倒還能湊合,但很明顯這個條件至少我們地球上的碳基生命是無法忍受的!
這三個同處宜居帶的行星命運是迥異的,甚至有理論認為地球的條件也許是宇宙中獨有,這顯然不能說服一大波吃瓜群眾們翹首以盼的眼神,系外行星+地外文明的誘惑力實在太大,即使我們到不了,那麼搜尋出來YY下可以啊!
開普勒行星系列,當然您不要以為這就是系外行星的真實影像,這完全是我們人類根據引力擾動的多普勒頻移或者系外行星凌星的方式計算出來的,比起凌星來多普勒頻移的計算可能更不能讓人放心,畢竟都沒見到就腦補出一顆行星,這實在令人不太放心!
上圖是凌星法取得的恆星亮度週期變化資料,這可以肯定必定存在一個天體,根據週期與亮度變化範圍我們能計算出它的軌道與行星的質量大小,繼而根據恆星的光譜推算出是否處在宜居帶內,甚至可以根據獲得的一星半點光譜分析行星大氣中是否有水汽等成分!
開普勒452b就是這樣被發現的,而且被認為是到2015年7月23日為止最像地球的,最可能宜居的系外行星,但是太可惜了,它在距離地球1000多光年以外,如果不出意外的話,我們只能暈過去!
但從凌星這個系外行星搜尋方式來看,開普勒452b確實存在這樣的機率!那麼另一種多普勒頻移搜尋出來的系外行星呢?
這是恆星系的軌道平面與地球存在夾角,在地球方向觀測不到凌星現象,但在行星接近和遠離恆星時其恆星光波長會發生變化,這就是我們搜尋行星的另一個方法,當然這種方式搜尋的時間會比凌星法效率要低得多!這種方式搜尋出來的行星數量以及是否宜居,那才真的成了數學公式中的行星了,條件幾乎就是兩眼一抹黑,長啥樣全靠想象!
TESS上班一年來已經發現了不少系外行星,不過像開普勒那樣的震撼性發現似乎還沒有,不過有搜尋到一個在地球和海王星之間的天體,填補了太陽系內行星類別的空白!
氣態“亞海王星”示意圖,但上圖有三顆天體,哪顆才是呢?不知道各位能猜到不?與開普勒望遠鏡搜尋的天鵝座方向1000-3000光年區域相比,TESS搜尋的在300光年以內,似乎從距離上來看要比之前找到的超級地球要近多了,但事實上我們連4.22光外的比鄰星都無法拜訪,何談這300光年!
系外宜居行星的資料庫越豐富,那麼對於人類來說在宇宙中找到地外文明的可能性就越高!人類是一種非常奇怪的物種,非常擔心地外文明會對地球的掠奪,卻又天天嚷著要找外星人,也許這是人類好奇的天性,當然這也是人類學習的動力,而系外行星搜尋就是將這聯絡起來的階梯,我們走不走這條路對現在來說並不重要,但在未來,肯定會走上這條路,但到真的到那會,如伽利略、牛頓、開普勒等這些偉大科學家的事蹟將會在未來發生,也許就來不及了!
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並不一定,處於宜居帶的行星,只是相對於其他偏遠或偏近的行星,地理位置更優越一些,具體還要看該行星的自身地貌氣候環境,這才是關鍵。