分享

宜居带内的系外行星对生命来说可能会很危险

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

在“宜居带”内的外系行星并不像人们所说的那样安全,并不是像地球一样的绿洲。

宜居带内的外系行星有非常可观的前景:这些行星与它们的母星有一段距离,在那里可以维持液态水,因此也有可能维持生命。但是,美国莱斯大学的天体物理学家说,可居住性不仅仅需要判断一个行星与其他行星的距离是否恰到好处,危险的太空天气可能会使这些行星过于动荡,无法维持生命体的存在。

发表在《天体物理杂志》的一篇论文中,研究人员将系外行星的数据和一个基于太阳的磁场模型结合起来,用其来梳理出这些系外行星中一些可能在其母星的磁场作用下运行的情况。

莱斯大学的研究生和该项研究的主要作者艾莉森·法里什在一份声明中说到:这项研究能够填补科学家已掌握的关于系外行星的空白。

法里什说:“目前的技术无法确定一颗系外行星是否具有保护性磁场,因此本论文关注的重点在于什么被称为星球磁场。这是系外行星与之相互作用的恒星磁场的行星际延伸。”

研究小组主要关注的两个特征分别是:行星的罗贝斯数(这决定行星的活跃程度)和阿尔法表面(这决定系外行星受其他恒星磁场影响的距离)

尽管它们从地球上看非常吸引人,但是恒星是动态的等离子球,有着像四面八方延伸的磁场,就像Koosh球(Koosh球是一种玩具球,通常是由围绕中心的很多橡胶细丝制成的。译者注)。作者写道,这些区域会给系外行星带来危险。

如果一颗恒星过于活跃,并且这颗行星又过于接近其恒星的磁场(不管它是否处于“宜居带”),那么它可能会遭受到强有力的影响,从而消除系外行星所拥有的磁气圈。行星的磁气圈能够保护它不受太阳辐射的影响,就像地球自身的磁场一样。而结果就是它会受到系外行星表面的辐射。

法里什的合著者,莱斯大学的教授大卫·亚历山大在一份声明中说,这对任何生活在系外行星上潜在的生物体来说都是个坏消息。

亚历山大说:“根据它在恒星延伸磁场范围内的位置,估计这些宜居带的系外行星可能会在短短1亿年内失去大气层。从天文学的角度来看,这是个非常短的时间。这颗行星可能有适宜居住的温度和大气条件,一些简单的生命体可能会在此形成,但仅仅只是这样。大气层将会消失,恒星表面的辐射则会加强。”

研究小组发现,一些天体物理学家最喜欢的系外行星系统,包括罗斯128、比邻星、TRAPPIST 1,可能落入了这个危险磁场。也就是说,虽然这些系外行星可能被定义为 “适合居住”,但它们或许近期内并不是度假别墅的理想目的地。

虽然太空旅行的梦想可能会受到这些新发现的打击。亚历山大说,它们实际上是一个前进的领域,确切地缩小了什么使一颗行星适合宜居,什么是天体物理学家在未来应该找寻的。

“我们的模型能够使我们确定恒星活动的一些关键特征,这些特征涉及恒星周期过程中通量涌现和迁移, ” 亚历山大说。“这就可以直接与观测结果进行比较,目前对于太阳以外的恒星来说,观测结果非常少,用这种方法,我们可以通过与恒星场的相互作用,来潜在的描述系外行星的一些关键物理属性。”

摘要

我们使用了一个包含观测到的恒星活动关系的通量运输模型来描述在由罗斯贝数定义的恒星活动周期时间尺度上的星际磁场。这个框架允许我们研究系外行星系统的星球环境,并且提供了可以与系外行星观测进行比较的参考。我们研究了几种恒星-系外行星相互作用的定量测量方法:开放磁通量与恒星总磁通量的比率,阿尔法表面的位置,以及行星际磁场极性反转的强度,所有这些都会影响行星的磁场环境。

在考虑的罗贝斯数(0.1-5)范围内进行模拟,我们发现(1)行星际空间的开放磁通量随罗贝斯数的增加而增加,低活度恒星的开放磁通量最大为40%,而高活度恒星(罗贝斯数0.1-0.25)的开放磁通量约为1-5%;(2)阿尔法表面半径贝罗斯数介于太阳的0.7-1.3之间,对于较低的恒星活动来说更大。在高活度时,星球磁层电流片(介于两个反向磁场之间的电流薄层﹐亦称中性片。译者注)变得更加复杂,翻转更强烈,可能导致行星磁层更频繁的重联事件(如磁暴)。这里提供的模拟结合了一系列的星球磁场环境,在这些环境中我们可以描述任何影响系外行星的条件。我们将这些结果与几个已知的系外行星联系起来,并讨论他们可能受到的星球磁场拓扑结构变化的影响。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Sarah Wells-头铁獭

如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

翻译:天文志愿文章组-头铁獭

审核:天文志愿文章组-

终审:天文志愿文章组-PN结

排版:天文志愿文章组-零度星系

美观:天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://www./article/60629-habitable-zone-life-exoplanets(必须保留原文链接!!,请自行插入原文链接

本文由天文志愿文章组-头铁獭翻译自Sarah Wells的作品,如有相关内容侵权,请于三十日以内联系运营者删除。

注意:所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正。

结束,感谢您的阅读与关注

全文排版:天文在线(零度星系)

转载请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章