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漫话宜居星球探索(1)
2022-02-03 | 阅:  转:  |  分享 
  
漫话宜居星球探索(1)

胡经国



本文作者的话

宜居星球探索是一个超新的、探索性极强的、引人入胜的自然科学前沿课题。它关系到地球人类的生存、未来和发展。它已经倍受全世界各界人们的广泛而深切的关注。本文作者根据有关文献和资料,编写了这篇介绍宜居星球探索的现状和成果以及相关科技知识的文章。其目的在于供读者朋友进一步了解和研究参考。

本文全文目录

一、宜居星球探索的最新成果

二、地球相似度与行星宜居度及其评价结果

三、赫罗图与恒星演化

四、恒星类型

五、红矮星系

六、红矮星Gliese581星系

七、开普勒(Kepler)计划

八、最可能存在外星的七个星球,一支由美国华盛顿州立大学科学家领导的国际研究团队对多个可能宜居的行星和卫星进行综合评估,设计出行星宜居度指数和地球相似度指数两大指标体系,对可能存在外星生命的星球进行可能性排序。其中,土星最大卫星土卫六和系外行星Gliese581g分别位居两大指标排之首,被认为是最宜居的外星世界。研究团队的科学家设计出两种评估指标体系对宜居星球进行综合评估两指标体系分别为行星宜居度指数和地球相似度指数。根据科学家们的评估结果,土星最大卫星土卫六和系外行星Gliese581g分别位居两大指标排之首,被认为是最宜居的外星世界。系外行星Gliese581g位于天秤座内,距离地球大约20.5光年。科学家们的研究成果发表于《天体生物学》杂志。研究成果论文联合作者、美国华盛顿州立大学科学家德克舒尔慈马库奇博士介绍说第一个问题是,在其星球上是否能够找到类似于地球的环境,因为我们根据经验知道,这样的环境适宜生命存在。第二个问题是,系外行星上是否存在某种环境适宜其他形式的生命存在。

近年来,人类对系外宜居行星的探索与研究都取得了重大进展。于2009年升空的美国宇航局开普勒太空望远镜已经发现了1000多颗候选行星。将来,新型望远镜还有可能从遥远星球的光线中探测到生物标记,如叶绿素等。

1、地球相似度指数及其评价结果

顾名思义,地球相似度指数EarthSimilarityIndex,缩写ESI),是用来评估行星或卫星与地球究竟相似到何种程度该指数考虑的因素包括星球大小、密度以及与主恒星的距离等。

地球相似度指数排行:地球:1.00Gliese581g:0.89Gliese581d:0.74Gliese581c:0.70火星:0.70水星:0.60HD69830d:0.6055Cncc:0.56月球:0.56Gliese581e:0.53

毫无疑问,对于地球来说,它的地球相似度指数肯定是最大值1.0。

在太阳系外,地球相似度指数最高者为行星Gliese581g,其分值为0.89;围绕其主恒星运行的另一颗系外行星Gliese581d,其地球相似度指数为0.74。不过,也有天文学家质疑Gliese581g存在性。Gliese581星系一直都是天文学家重点研究的对象,该星系有4颗行星也可能为5颗围绕着一颗红矮星运行。

在船尾座中,有一颗海王星大小的系外行星HD69830d,其地球相似度指数为0.60。它被认为是位于所谓的金发区内金发区GoldilocksZone)是指能维持液态水温度既不高也不低适宜生命存在的恒星区域。

巨蟹座55c是一颗环绕巨蟹座55A运转的系外行星它是距离其中央恒星第三近的行星,其质量接近于。55Cncc地球相似度指数0.56。

在太阳系内部,地球相似度指数最高的行星当属火星,其值为0.70。水星的地球相似度指数为0.60。地球相似度指数

行星宜居度指数考虑一组完全不同的因素,如星球表面究竟是岩质的还是冰冻的、星球是否有大气层、是否有磁场等。

此外,行星宜居度指数还考虑生物体是如何获得能量的,是利用主恒星的光能还是通过一种被称为潮汐可挠性idalFlexing)的过程获得能量。随着木卫一不断在距木星或近或远的轨道上活动,其引力会在这颗巨行星内部产生潮汐可挠性,令地幔升温,引起剧烈爆发。科学家根据比较年轻光滑表面猜测,这颗卫星的下面一定存在汪洋大海,为众多外星生命提供栖息场所。潮汐可挠性idalFlexing)产生的热能确保这些海洋呈现液态,并引发地质活动。化学因素也是行星宜居度指数考虑的因素之一,如是否存在有机化合物等。

行星宜居度指数排行:土卫六(Titan,泰坦):0.64火星:0.59木卫二Europa,欧罗巴:0.49Gliese581g:0.45Gliese581d:0.43Gliese581c:0.41木星Jupite:0.37土星Saturn:0.37金星Venus:0.37土卫二(Enceladus):0.35

根据行星宜居度指数的评估结果,宜居星球的排序完全不同。行星宜居度指数最高的当属土星最大卫星土卫六,它的指数为0.64其后分别是火星0.59)和木星卫星木卫二0.49)。系外行星中,行星宜居度指数排名前两位分别为Gliese581g(0.45)和Gliese581d0.43)。

三、赫罗图与恒星演化

1、赫罗图的概念视星等

视星等pparentMagnitude)是指人们从地球上用肉眼观测到的天体的星等。亮度等级目视亮度

整个天空肉眼能见到的大约有6000多颗。绝对星等

只有从已知距离观察一个恒星得到的亮度,才能确定它自身的发光强度,并用来与其星体进行比较。我们把从距离星体10的地方看到的目视亮度(也就是视星等),叫做该星体的绝对星等。按照这个度量方法,为2.19等,为0.5等,为1.43等,为4.8等。

秒差距arsec;PC)是天体距离的一种单位。1PC等于恒星周年视差为1″角秒的距离,约等于3.26光年。

周年视差nnualParallax)是指地球公转轨道半长径对天体的最大张角,常用来量度天体的距离是地球绕太阳周年运动所产生的视差。它的定义是:当与地球的连线垂直地球轨道半径时,恒星对日地平均距离所张的角叫恒星的周年视差。

如果恒星的周年视差是1角秒1°的1/3600,那么它就距离我们1秒差距。很显然,1秒差距大约就是206265天文单位。

因为行星、、等只能依靠反射星光才能看到,即使从固定的距离观察,它们的亮度也会不同所以行星、小行星、彗星的绝对星等需要另外定义。

3、利用赫罗图研究恒星演化

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(本文系胡经国图书...原创)