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海洋行星的“好时光”比预料中长得多?探寻外星生命的又一好消息

http://www.tzgcjie.com 来源:前瞻网            发布时间:2018-09-03 10:59:47

研究人员得出结论,生命可能存在于太阳系中大量的“水世界”上。

不过,芝加哥大学(University of Chicago)和宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)的一项新研究发现,海洋行星在适宜居住的“最佳位置”上停留的时间,可能比此前的假设要长得多。

这极大地提高了其他行星上生命进化的机会,因为最近的另一项研究发现太阳系外三分之一比地球大的行星都是水世界。

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这项研究的主要作者、芝加哥大学(UChicago)地球物理科学助理教授埃德温•凯特(Edwin Kite)说:“这确实反驳了我们需要一个地球克隆体的观点——也就是说,一个拥有一些陆地和浅海的行星。”

凯特和宾夕法尼亚州立大学的合著者埃里克·福特(Eric Ford)用数千颗随机产生的行星建立了一个模拟系统,并追踪了数十亿年来它们的气候演变。

凯特说,令人惊讶的是,其中很多都保持了10亿年以上的稳定,这只是运气使然。

他说,我们最好的猜测是,这一比例约为10%。

根据发表在《天体物理学杂志》上的一项研究,这些幸运的行星位于它们恒星周围的正确位置。

它们刚好有适量的碳存在,而且它们没有太多的矿物和来自地壳的元素溶解在海洋中,从而将碳从大气中拉出来。

它们从一开始就有足够的水,而且它们只在大气和海洋之间循环碳,在合适的浓度下就足以保持物质稳定。

凯特说,一颗行星有多长好时光基本上取决于二氧化碳,以及它在早期是如何在海洋、大气和岩石之间划分的。

“似乎有一种方法可以让一颗星球长期适宜居住,而不必须要像我们在地球上看到的地球化学循环那样。”

凯特说,模拟假设的恒星与我们的类似,但结果对红矮星也很乐观。

红矮星系统中的行星被认为是有希望培育生命的候选者,因为这些恒星比我们的太阳要亮得慢得多,所以生命开始的时间要长得多。

他们说,同样的条件也适用于红矮星周围的行星:理论上,你所需要的只是恒星的稳定光。

这项研究是对寻找生命的重大推动。

科学家们说,任何体积是地球两到四倍的“系外行星”都可能含有生命的主要成分——这对寻找外星生命来说是个好兆头。

开普勒太空望远镜(Kepler Space Telescope)和盖亚号(Gaia)任务的数据分析表明,它们一半的重量可能是水——要么是流动的,要么是冰冻的。

相比之下,地球上的水只占其总质量的0.02%。

美国哈佛大学的Li Zeng博士是这项研究的首席研究员,他说:“意识到一定有这么多水世界,这是一个巨大的惊喜。”

到目前为止,已经发现的4000颗确定或候选系外行星落在两个大小范围内。它们的行星半径平均是地球的1.5到2.5倍。

现在一组国际科学家已经开发出了他们内部结构的模型。

这是基于盖亚卫星最近的质量和半径测量。

Zeng博士说:“我们研究了质量与半径的关系,并建立了一个可以解释这种关系的模型。”

该模型表明,较小的行星往往是岩石行星——质量通常是地球的5倍。

更大的行星的质量大约是地球的10倍,而且“可能是水的世界”,Zeng博士说。

在波士顿举行的戈德施密特会议上,他解释说:“这是水,但在地球上并不常见。它们的表面温度预计在200到500摄氏度之间。它们的表面可能被水蒸气主导的大气所笼罩,下面有一层液态水。”

“如果再往深处走,在我们到达坚硬的岩心之前,人们可能会发现这些水会变成高压冰。”

“这个模型的美妙之处在于,它解释了行星组成与这些行星已知事实之间的关系。”

火星曾经有液态水吗?

火星上有水的证据可以追溯到1971年“水手9号”探测器的任务。它揭示了河床、峡谷以及天气锋面和雾的水蚀迹象。

随后的海盗号轨道飞船通过展示洪水是如何冲破堤坝、雕刻出深谷的,从而引起了我们对火星水的看法的革命。

火星目前正处于冰河时期,在这项研究之前,科学家认为火星表面不可能存在液态水。

2013年6月,“好奇号”发现了有力的证据,证明火星上曾经流过的水足够饮用。

同年9月,好奇号(Curiosity)分析的第一勺土壤显示,该星球表面的细粒材料按重量计算含有2%的水。

在2017年,科学家们对火星上的水给出了最好的估计,声称火星上曾经有比北冰洋更多的液态水,而火星将这些海洋保存了超过15亿年。

这一发现表明火星上有充足的时间和水让生命茁壮成长,但在过去37亿年里,火星失去了87%的水分,变得贫瘠而干燥。

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