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预测红矮星周围有类似地球的海洋行星的存在

 Wsz6868 2022-10-03 发布于浙江

预测红矮星周围有类似地球的海洋行星的存在

2022年9月30日 |研究成果

行星形成时,大气中的氢和岩浆反应生成水(水蒸气)的情况的想象图。 (信用:木村真博) 原始大小(1.2MB)

理论上预测到,在红矮星周围形成的岩石行星拥有适量水的可能性比此前推测的要高得多。 比以往任何时候都更期待通过今后的观测发现像地球一样气候温暖的海洋行星。 太阳系外存在的行星(以下称为系外行星),自1995年首次发现以来,已经发现了5000多个。 从中,对有可能寄宿生命的系外行星的发现,现在寄予了期待。 对于拥有生命的行星需要什么样的条件,理解还没有充分确立。 至少,地球上的生命需要液态水、海洋和温暖的气候。 其实,在气候学上,海洋的存在和温暖的气候有密切的关系,维持温暖的气候需要的是既不多也不过少的“适量”海水。

为了行星上的水不蒸发也不冻结而是以液体存在,行星必须存在于能从主星接受适度日照的适度距离的区域。 这样的区域被称为哈比卜区。 迄今为止,也发现了许多像地球那么大的岩石行星,即位于哈比卜区的系外行星。 但是,这些行星并不一定拥有适量的水。 地球海水的起源一直被认为是由含有大量水的岩石或冰构成的天体飞到地球而获得水的。 基于这样的想法,以往的理论认为,在红矮星周围的哈比卜地区,只能形成完全没有水的行星,或者可以说是由水构成的行星,或者是拥有大量水的行星,而不存在海水量适中的行星。 红矮星周围不存在有适量海水的行星吗?

但是,行星获得水的过程也可以考虑其他。 行星在原始行星系圆盘中生长时,作为大气获得的圆盘内的氢气,与因碰撞体的热量而熔融的岩浆中所含的氧化物发生化学反应,生成水的过程。 这次,研究小组开发了以最新的行星形成理论为基础计算行星质量增长和轨道进化的“行星种族合成模型”。 然后,计算了采用水生成效果的各种行星模型,调查了行星获得的水量。 结果表明,以红矮星为主星的系外行星,通过大气中水的生成,可以拥有各种各样的水量。 推进这项研究的东京大学研究生院博士课程的木村真博先生解释说:“和地球一样大、水量相同的行星,其数量占了百分之几。” 距离地球很近的红矮星是可以详细观测系外行星的好对象。 在使用昴星望远镜等的勘探计划中,预计在红矮星周围会发现100个左右的哈比卜地区的岩石行星。 指挥这项研究的国立天文台科学研究部的生驹大洋教授表达了期待:“预计其中几个会像地球一样拥有适量的海水,保持温暖的气候。” 今后,这些系外行星将使用詹姆斯·韦伯太空望远镜和阿里埃尔计划等红外线太空望远镜观测大气成分,从而验证本研究的预测。

该研究成果被称为木村和生驹“预测了围绕矮星运行的类地系外行星水含量的多样性”刊登在英国天文学杂志《自然星象》上,日期为2022年9月29日。相关链接预测红矮星周围有像地球一样的海行星的存在(科学研究部)预测红矮星周围有像地球一样的海行星的存在(东京大学)

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