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研究细化了哪些系外行星可能适合居住

研究是第一个包含3D化学原理的研究,旨在了解恒星的辐射如何加热或冷却岩石行星的大气信息将帮助天文学家知道在何处寻找生命

研究人员发现,只有绕着活跃恒星运行的行星才会失去水分而蒸发

以前被认为是宜居的一些行星受到太多的紫外线辐射,无法维持生命

伊利诺伊州埃文斯顿-为了寻找外太空的生命,天文学家首先需要知道在哪里看。西北大学的一项新研究将帮助天文学家缩小搜索范围。

该研究小组是第一个将3D气候模拟与大气化学结合起来以探索M矮星周围行星的宜居性的行星,这些矮星约占银河总人口的70%。通过使用该工具,研究人员通过考虑恒星的辐射和行星的自转速率,重新定义了使行星适合居住的条件。

在其发现中,西北团队与科罗拉多大学博尔德分校,美国宇航局虚拟星球实验室和麻省理工学院的研究人员合作,发现只有绕动恒星运行的行星-会发射大量紫外线(UV)的行星-蒸发掉大量水。不活跃或安静的恒星周围的行星更有可能维持维持生命的液态水。

研究人员还发现,具有薄臭氧层的行星,其原本就可以适应的表面温度,会受到危险的紫外线剂量,这对复杂的表面生命是有害的。

该研究的第一作者西北大学的霍华德·陈说:“对于人类的大多数历史而言,生命是否存在于其他地方的问题仅属于哲学领域。”“只是近年来,我们才有了建模工具和观测技术来解决这个问题。”

研究的资深作者丹尼尔·霍顿补充说:“仍然有很多恒星和行星,这意味着有很多目标。”“我们的研究可以帮助限制我们必须指向望远镜的地方数量。”

这项研究将于11月14日在线发表在《天体物理学杂志》上。(阅读论文的预印本。)

霍顿(Horton)是西北大学温伯格文理学院的地球与行星科学助理教授。陈博士西北气候变化研究小组的候选人和美国宇航局的未来调查员。

“金发姑娘区”

为了维持复杂的生命,行星需要能够保持液态水。如果行星离恒星太近,那么水将完全蒸发。如果行星离恒星太远,则水将冻结,并且温室效应将无法使表面保持足够的生命。这个Goldilocks地区称为“恒星宜居区”,这是宾夕法尼亚州立大学的James Kasting教授创造的一个术语。

研究人员一直在努力弄清一个星球要维持液态水的距离有多近,有多远。换句话说,他们正在寻找可居住区域的“内部边缘”。

陈说:“我们太阳系的内缘在金星和地球之间。”“金星不可居住;地球可居住。”

Horton和Chen正在寻找我们太阳系以外的地方,以查明M矮星体系统中的可居住区域。由于M矮行星数量众多且更易于查找和调查,因此它们已成为寻找宜居行星的先行者。它们的名字来自它们绕其绕行的小型,凉爽,昏暗的恒星,称为M矮星或“红矮星”。

关键化学

其他研究人员通过使用1D和3D全球气候模型对M矮行星的大气特征进行了描述。这些模型还用于地球上,以更好地了解气候和气候变化。但是,以前的岩石系外行星3D研究遗漏了重要的东西:化学。

通过将3D气候建模与光化学和大气化学相结合,霍顿和Chen构造了一张更完整的图景,说明恒星的紫外线辐射如何与行星大气中的气体(包括水蒸气和臭氧)相互作用。

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