太陽系宜居帶是什麼意思?它的寬帶是多少?

宜居帶也叫適合居住帶,太陽系宜居帶就是太陽系中適宜任何動物、植物、以至於微生物生存的一個範圍。以下做詳細說明。

宜居帶的理論基礎

太陽系宜居帶是什麼意思?它的寬帶是多少?

宜居帶的理論基礎

宇宙的大部分空間對於生命來說是險惡之地,只有很少的地方能成為生命的綠洲,併為生命的出現與發展提供合適的大氣、適宜的溫度、液態水。虛無的空間、炙熱的恆星、氣態的行星表面都難以駐留生命。似乎很難明確的給出生命所需要的環境條件。地球為生命提供了最基本的環境之後,無論在哪個方面都為生命提供了一個完美的棲息場所,而地球又是迄今為止發現的唯一一顆有生命駐留的星球。 對“宇宙宜居帶”的討論,需要從空間、時間、生物多樣性等幾方面進行。

對於天文學家來說,“潛在宜居”行星是那種可以維持生命存在,但不一定能讓人類生存的星球。宜居性取決於許多因素,但液態水和大氣是兩個最為重要的因素。一顆行星的引力會造成其主恆星的徑向速度定期出現變化,而多顆行星會使得其主恆星運動出現複雜的搖擺活動。

太陽系宜居帶的主要範圍

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太陽系宜居帶的主要範圍

宜居帶的範圍應該由外部邊緣的低溫和內部邊緣的高溫限定。太陽系的兩個鄰居——金星和火星給出了宜居帶外部邊界的例子。如果與太陽的距離近,行星表面就不會存在液態海洋,像金星;太遠,又會被凍結。 如果將地球向外移動一些距離,或者減弱太陽輻射,就會使地球的表面溫度降低直至冰雪覆蓋。漸漸的二氧化碳也被凍結,形成乾冰顆粒組成的雲層,最終它們被凍結在兩極形成冰蓋。宜居帶的寬度取決於該行星與地球的異同,以及恆星的大小、年齡等。

在一個有一定碳含量的岩石行星表面,如果有一個穩定的液態海洋,它就具備了產生和駐留生命的條件。相對於地球的軌道而言,金星與太陽的距離近了30%,而火星遠了50%,如果從接受陽光的角度來說,金星需要減少一半,而火星則需要增加一倍才可以。

如果考慮現代人類(智慧生命)的居住環境,就會得到一個更窄的“宜居帶”:即一個可以生長足夠莊稼供人食用的行星。相反,一個更寬更容易定義的宜居帶是微生物生存的“宜居帶”:它幾乎包括了整個太陽系,並在太陽系形成不久一直到現在的範圍。對於其它種類的“宜居帶”,則要寬於高等生物但窄於微生物。

太陽系宜居帶的帶寬是多少

太陽系宜居帶是什麼意思?它的寬帶是多少?

太陽系宜居帶的帶寬是多少

美國濱州州立大學的天體生物學家詹姆士·卡斯廷和他的同事將“持續宜居帶”定義為:在恆星周圍的一個類地行星,擁有一個含有氮氣、水和二氧化碳的大氣,並且形成的氣候可以維持以水為基礎的生命。他們在1993年時估計,太陽系持續宜居帶的寬度在0.95到1.15個天文單位。這個寬度比哈特計算的結果寬的多,但實際上卻仍然很窄。

以上是我對問題“太陽系宜居帶是什麼意思?它的寬帶是多少?”的回答,歡迎大家在評論中與我交流討論。


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