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和“夜晚”
的温差可能不会太大(类似月球,但因为有大气层,温差会被缩小);恒星辐射:trappist-1的亮度是太阳的005,但trappist-1e离得近,接收到的辐射总量与地球差不多(约为地球的11倍)——这意味着,它的能量输入与地球类似,足以维持液态水。
四、宜居性的“问号”
:trappist-1e的“生存挑战”
尽管trappist-1e看起来完美,但它要成为“第二个地球”
,还面临三个致命问题:大气层是否存在?液态水能否稳定存在?恒星活动会不会剥离它的大气?41大气层:生命的“保护罩”
大气层对行星的重要性,不言而喻:它能保持表面温度,阻挡有害辐射,提供呼吸的气体。
但红矮星的行星,很难保留大气层——因为恒星的“恒星风”
(高速带电粒子流)更强,会慢慢剥离行星的大气。
,!
trappist-1的恒星风强度是多少?天文学家通过日冕物质抛射(e)观测计算:trappist-1的e频率约为每年10次,比太阳强,但能量更低(因为恒星小)。
对于trappist-1e来说,这是个“双刃剑”
:一方面,e会剥离大气;另一方面,行星的磁场可能偏转一部分恒星风。
trappist-1e有没有磁场?这还是未知。
但作为岩石行星,它很可能有一个液态铁核——只要核心在转动,就能产生磁场。
如果磁场足够强,它的大气层就能保留下来;如果磁场弱,大气会被恒星风慢慢吹走,最终变成“裸奔”
的岩石球。
42液态水:是“存在”
还是“曾经存在”
?即使有大气层,trappist-1e的液态水也可能面临威胁:潮汐锁定的影响。
因为被潮汐锁定,trappist-1e的“白天”
半球会被恒星持续照射,温度可能高达100c以上,水会蒸发成气体;“夜晚”
半球则永远黑暗,温度可能降到-100c以下,气体又会凝结成冰。
只有“晨昏线”
(白天与黑夜的交界处)的温度可能在0c左右,液态水可能在那里存在。
但天文学家通过气候模型发现:如果trappist-1e有足够的大气层(比如地球大气压的1-2倍),热量可以从“白天”
半球传输到“夜晚”
半球,从而让全球温度保持在0c以上。
这种情况下,液态水可以覆盖整个行星表面,就像地球一样。
43生命的“门槛”
:从“宜居”
到“有生命”
即使trappist-1e有液态水和大气层,也不代表一定有生命。
生命的诞生,还需要更多的条件:有机分子:比如氨基酸、核苷酸,这些是生命的基础;能量来源:比如阳光、海底热泉,为生命提供能量;稳定的环境:行星的轨道、恒星的活动不能太剧烈,否则生命无法长期演化。
trappist-1e的有机分子情况如何?目前还没有直接观测数据,但天文学家推测:由于它离恒星近,接收到的紫外线辐射比地球少,有机分子可能更难形成——但红外辐射更强,可能促进某些有机反应。
五、为什么是trappist-1e?它是人类寻找地外生命的“最佳候选”
尽管有诸多挑战,trappist-1e仍然是人类目前发现的最像地球的系外行星。
原因有三个:51距离近:未来可观测40光年的距离,对于jwst(詹姆斯·韦伯空间望远镜)来说,刚好可以详细观测。
jwst的红外能力,可以穿透trappist-1e的大气层,分析其成分——比如是否有水蒸气、二氧化碳、氧气。
如果检测到氧气,那将是“生命存在”
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