地球大小的“塔图因”行星可能是适合居住的

美国宇航局喷气推进实验室的伊丽莎白兰道


地球大小的“塔图因”行星可能是适合居住的


这位艺术家的概念展示了一个假想的星球,在Kepler-35A和B的双星系统周围被水覆盖。图片来源:NASA / JPL-Caltech

在天空中有两个太阳,卢克天行者在“星球大战”中的家乡行星塔图因看起来像一个炎热的沙漠沙漠世界。在现实生活中,由于美国宇航局的开普勒太空望远镜等天文台,我们知道双星系统确实可以支持行星,尽管到目前为止在双星系统周围发现的行星是大而且是气态的。科学家们想知道:如果一颗地球大小的行星绕两个太阳运行,它能否支持生命呢?

“这意味着这里研究的双星系统是容纳可居住行星的优秀候选者。”- 普林斯顿大学Max Popp

事实证明,如果这个星球位于距离它的两颗恒星的正确距离,那么这个星球可能非常好客,并且不一定会有沙漠。根据Nature Communications杂志上的一项新研究,在距离两颗类似太阳的恒星的特定距离范围内,一个被水覆盖的行星将保持适宜居住并长时间保持水。

普林斯顿大学副研究员Max Popp表示,“这意味着这里所研究类型的双星系统是容纳可居住行星的绝佳候选者,尽管这种系统中星光假想行星的数量会有很大差异。”在新泽西州和德国汉堡的马克斯普朗克气象研究所。

阅读更多: 星球大战'Rogue One'中的行星真的在那里吗?

Popp和Siegfried Eggl是加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室的加州理工学院博士后学者,他为开普勒-35系统中的行星创建了一个模型。实际上,恒星对Kepler-35A和B拥有一颗名为Kepler-35b的行星,这是一颗大约是地球大小八倍的巨行星,轨道为131.5个地球日。在他们的研究中,研究人员忽略了这颗行星的引力影响,并在开普勒-35 AB星周围增加了一个假想的水覆盖的地球大小的行星。他们研究了这个星球的气候如何在周期在341到380天之间的轨道上运行。

“我们的研究的动机是,寻找可能适合居住的行星需要付出很多努力,所以提前知道在哪里看是很好的,”Eggl说。“我们表明它值得针对双星系统。”

在系外行星研究中,科学家们谈到了一个叫做“可居住区”的区域,即一颗恒星周围的距离范围,其中一颗地球行星最可能在其表面有液态水。在这种情况下,由于两颗恒星相互绕行,所以可居住区域取决于两颗恒星绕轨道运行的质心距离。为了使事情变得更加复杂,围绕两颗恒星的行星不会绕圈行进; 相反,它的轨道将通过与两颗恒星的引力相互作用而摆动。


地球大小的“塔图因”行星可能是适合居住的


艺术家对可居住区域的描述。图片来源:Erik A. Petigura


Popp和Eggl发现,在开普勒-35双星系统可居住区的远端,假想的水覆盖行星的表面温度会发生很大变化。由于这样一个寒冷的行星在其大气中只有少量的水蒸气,因此全球平均表面温度在一年内会上下波动多达3.6华氏度(2摄氏度)。

“这类似于在地球上,在沙漠等干旱气候中,我们经历了从白天到夜晚的巨大温度变化,”Eggl说。“空气中的水量差别很大。”

但是,靠近恒星,靠近可居住区的内缘,同一行星上的全球平均表面温度几乎保持不变。这是因为更多的水蒸气能够在假想行星的大气层中持续存在,并起到缓冲作用以保持表面条件舒适的作用。

与单星系统一样,超出其两个太阳的可居住区域外缘的行星最终会以所谓的“雪球”状态结束,完全被冰覆盖。比可居住区的内缘更近,大气层会使地球过度绝缘,造成一种失控的温室效应,并将地球变成一个类似金星的世界,对我们所知的生活不利。

该研究气候模型的另一个特点是,与地球相比,两颗恒星周围的水覆盖行星的云覆盖范围较小。这将意味着在这些异国情调的世界中观看双重日落的更清晰的天空。

美国宇航局的行星狩猎开普勒望远镜由美国宇航局位于硅谷的艾姆斯研究中心管理。JPL是加州理工学院的一个部门,负责管理开普勒的任务开发。


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