什么是宜居带?

Computer小白 2021-06-16 11:17:09

“宜居带”(habitable zone)其实就是指一颗恒星周围的一定距离范围,在这一范围内水可以以液态形式存在,由于液态水被科学家们认为是生命生存所不可缺少的元素,因此如果一颗行星恰好落在这一范围内,那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。

-----引用自头条百科

在寻找可能适宜居住的系外行星时,从与我们地球相似的世界开始寻找是有帮助的。但是“相似”是什么意思呢?许多岩石行星已经在地球大小范围内被探测到:这有利于存在生命。根据我们在太阳系的观察,像木星这样的大型气态行星似乎不太可能提供适宜居住的条件。但这些地球大小的世界大多数已经被探测到围绕红矮星运行;地球大小、围绕类日恒星运行的大轨道的行星要更难探测。

当然,当谈到可居住的系外行星时,我们实际上是在谈论它们的恒星,任何行星系统中的主导力量。对于温度较高的恒星来说,可容纳生命行星的宜居带更宽。更小、更暗的红矮星是我们银河系中最常见的类型,与TRAPPIST-1系统一样,红矮星的宜居带要紧密得多。位于红矮星相对狭窄的宜居带内的行星非常靠近恒星,它们暴露在极端水平的x射线和紫外线(UV)辐射中,其强度可能比地球从太阳接收到的辐射强几十万倍。

我们在哪里寻找生命,为什么?

一个老笑话给出了答案:当被问到为什么在一个漆黑的夜晚,他在路灯下寻找丢失的车钥匙时,这个男人回答说:“因为光线更好。”其他星球上的生命可能与地球上的完全不同,可能是我们所不知道的生命。但至少在一开始,寻找更熟悉的东西是有意义的。我们所知道的生活应该更容易找到。而“光线更好”的地方是宜居带,也就是恒星周围的区域,行星表面的温度可以让水聚集。

在寻找生命的过程中,与地球的其他相似之处变得更加突出。许多岩石行星已经在地球大小范围内被探测到,这有利于存在生命。根据我们在太阳系的观察,像木星这样的大型气态行星似乎不太可能提供适宜居住的条件。但这些地球大小的世界大多数已经被探测到围绕红矮星运行;地球大小、围绕类日恒星运行的大轨道的行星要更难探测。然而,这些红矮星有一个潜在的致命习性,尤其是在它们的年轻时期,它们的表面往往会以一定的频率爆发出强大的耀斑。它们可以使那些刚刚开始有生命存在的近轨道行星绝育。

因为我们的太阳已经在地球上孕育了近40亿年的生命,传统观点认为,像太阳这样的恒星将是寻找其他可能适合居住的世界的主要候选恒星。然而,像太阳这样的g型黄色恒星,在我们的星系中寿命更短,也不常见。

一些科学家认为,比太阳温度稍低、亮度稍低的恒星,即橘矮星,更适合高级生命存在。它们可以持续燃烧上百亿年。这为生物进化开辟了广阔的时间范围,以追求无穷无尽的实验,以产生强大的生命形式。而且,对于每一颗像我们的太阳一样的恒星,银河系中就有三倍多的橙矮星。

宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学的爱德华·吉南说,K矮星是真正的“金发姑娘恒星”。“k矮星处于‘最佳位置’,它的性质介于更稀少、更明亮、但寿命更短的太阳型恒星(G恒星)和数量更多的红矮星(M恒星)之间。K星,尤其是温暖的那些,拥有所有世界上最好的。如果你在寻找适合居住的行星,丰富的K恒星增加了你发现生命的机会。”

系外行星的温度、大小、恒星类型,这些世界在某些方面与我们的世界相呼应,但同时又有极大的不同。

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