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天文学家模拟发现,如果行星f的大气层含有二氧化碳,温室效应会让表面温度保持在10-25c之间,非常适合生命存在。
6行星g:宜居带外侧的“冰边缘”
——113倍地球质量,温度19c行星g是宜居带的外侧边界,轨道半径0047au,周期124天,质量115倍地球,半径113倍地球,密度约35克立方厘米。
它的平衡温度约为19c,但因为离恒星稍远,表面可能更寒冷。
不过,行星g的质量大,可能有足够的引力保留大气层,大气层中的温室气体能让温度回升到0c以上,液态水可能存在于赤道地区。
7行星h:最远的“次地球”
——032倍地球质量,可能没有大气层行星h是离恒星最远的行星,轨道半径0063au,周期188天,质量032倍地球,半径076倍地球,密度约40克立方厘米。
它的平衡温度约为-50c,但因为质量太小,无法保留厚厚的大气层,表面可能被冰覆盖。
不过,行星h的轨道周期很长,可能有“季节变化”
——如果它的自转轴倾斜,可能会有短暂的温暖期,液态水短暂出现。
四、特拉普派-1系统的“生存挑战”
:耀斑、潮汐锁定与大气层的“三角博弈”
尽管特拉普派-1的行星看起来很“宜居”
,但它们面临着三个致命的挑战:1耀斑活动:“宇宙紫外线炸弹”
型红矮星的耀斑活动比太阳频繁得多。
spitzer观测到特拉普派-1在2017年爆发了一次超级耀斑,释放的能量是太阳耀斑的100倍。
这种耀斑会释放大量的紫外线(uv)和x射线,对行星大气层造成毁灭性打击:紫外线会分解大气层中的分子(比如水、二氧化碳),产生自由基,导致大气层逃逸;x射线会加热行星的上层大气,让气体以“等离子体”
的形式逃逸到太空。
对于行星d、e、f、g这些质量较大的行星来说,它们的引力更强,可能能抵御耀斑的影响;但对于行星h这样的次地球,可能已经失去了大部分大气层。
2潮汐锁定:“一半火焰,一半冰山”
因为行星离恒星太近,它们都被潮汐锁定——自转周期等于公转周期。
比如行星e,公转周期61天,所以自转周期也是61天:一面永远对着恒星(白天),一面永远黑暗(黑夜)。
这种极端的环境对生命有什么影响?白天一侧:温度高,可能有海洋蒸发,形成浓厚的云层;黑夜一侧:温度低,可能有冰盖,冰盖下的海洋可能保持液态;晨昏线(白天和黑夜的交界处):温度适中,可能是生命的“摇篮”
——这里既有液态水,又有能量来源(比如化学能)。
科学家模拟发现,行星e的晨昏线可能有稳定的液态水海洋,即使白天一侧温度高达50c,黑夜一侧低至-50c,晨昏线也能保持适宜的温度。
3大气层:“生命的保护罩”
对于特拉普派-1的行星来说,保留大气层是生命存在的关键。
没有大气层,行星会暴露在恒星的辐射下,液态水会蒸发或冻结,生命无法存活。
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天文学家用大气逃逸模型模拟了行星e的大气层:如果行星e有类似地球的大气层(主要成分是氮气和氧气),它的大气层会在10亿年内逐渐逃逸,但核心的臭氧层会保留下来,阻挡紫外线;如果行星e有更厚的大气层(比如二氧化碳占主导),大气层会更稳定,能抵御耀斑的影响更久。
五、特拉普派-1的意义:重新定义“宜居行星”
——型红矮星才是“生命的摇篮”
?特拉普派-1系统的发现,彻底改变了人类对“宜居行星”
的认知:以前的认知:宜居行星应该在类似太阳的恒星周围,轨道半径约1au(比如地球);现在的认知:型红矮星的行星系统,因为恒星小、光度低,宜居带更近,行星更密集,反而更适合生命存在——毕竟,宇宙中70的恒星都是型红矮星!
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