是什麼使行星具有宜居性?
我們知道,生活需要液態水等諸多因素。而且有道理的是,比起地球重力較小的小行星,像地球這樣的大岩石行星可以更輕鬆地維持其液態水和大氣。但是現在,哈佛大學的科學家發現,即使是環繞其他恆星執行的很小的岩石系外行星也可能會 緊緊抓住它們的水面,從而增加了它們的宜居性。這一發現擴充套件了一個明星的傳統觀點可居住區,在恆星周圍的環境溫度必須在區域恰到好處,允許液態水存在。
科學家發現很多宜居小行星!最小的宜居系外行星有多小?
新研究重新定義了潛在宜居系外行星的品質下限。品質僅僅是一個身體所包含的物質的數量。這個新定義擴充套件了我們可以認為是小型,低品質和(由於重力取決於品質)低重力系外行星的宜居區域。
多麼小太小?臨界邊界點似乎約為地球品質的2.7%。小於品質的行星將在其表面形成液態水之前失去其大氣層的空間,任何可能存在的水都會蒸發或凍結。相比之下,月球佔地球品質的1.2%,水星佔5.53%。
科學家發現很多宜居小行星!最小的宜居系外行星有多小?
該項研究的科學家表示:
當人們想到可居住區域的內邊緣和外邊緣時,他們往往只在空間上考慮它,這意味著行星與恆星的距離有多近。但是實際上,可居住性還有許多其他變數,包括(行星的)品質。
在行星大小方面為宜居性設定一個下限,這在我們不斷尋找宜居系外行星和系外行星方面給了我們一個重要的限制。
在尋找生命時,低品質水世界是一種引人入勝的可能性,而本文表明,相比於類地球行星,它們的行為可能有多麼不同。一旦可以觀察到此類物體,嘗試直接測試這些預測將令人興奮。
關於可居住區域的傳統想法,如果行星離恆星太近,則可能發生失控的溫室效應,導致行星失去所有水分。即使在恆星可居住區域的內邊緣,也可能發生這種情況。在我們自己的太陽系中經常提到金星作為此過程的一個例子。它可能曾經有過海洋,但是卻發生了失控的溫室效應,使金星像骨頭一樣乾燥,其表面的熱量足以融化鉛。
他們的工作表明:對於不太小的小型系外行星,當其中一顆行星處於其宜居區域的邊緣時,由於溫室效應,它們開始變暖,這發生了一些有趣的事情。在大氣變暖的情況下,在重力相對較弱的低品質世界中,系外行星的大氣向外膨脹,相對於行星的大小變得越來越大。
這具有增加來自恆星的熱量吸收和輻射的作用,使行星達到一種平衡,並保持穩定的溫度。這樣,大氣膨脹可能會阻止低重力的小行星失控溫室效應。取而代之的是,即使在宜居區域的內邊緣,也可能在與恆星相對較近的地方保持其表面液態水。
科學家發現很多宜居小行星!最小的宜居系外行星有多小?
有趣的是,據研究人員稱,這些發現似乎適用於G型太陽樣恆星和M型紅色矮星。較小,較冷的紅矮星是我們銀河系中最常見的恆星,因此它本身將增加發現更適合居住的世界的機會。
研究人員還利用他們的發現來找出有關我們太陽系中某些衛星的問題。科學家們想知道,如果木星的冰冷的衛星歐羅巴,木衛三和木衛四離太陽更近,它們是否會在表面上變得可居住,特別是因為它們都在其地殼下方有地下海洋。但是,答案似乎是否定的,因為它們太小了。
科學家發現很多宜居小行星!最小的宜居系外行星有多小?
儘管行星的大小和可居住性仍然存在限制,但這項新的研究表明,這樣的世界可能比以前想象的要多得多,比地球還小,但有液態水可居住。這對於尋找我們太陽系以外的生命來說是一個好兆頭。