“那就去吧,除了这些,还有其他世界。” 或者斯蒂芬金在他著名的《黑暗之塔》系列中是这么说的。 到目前为止,这些世界中没有一个与地球相似。 但是,根据日本国家天文台 (NAOJ) 研究人员的一些新模拟,到本世纪末找到一个真正类似于地球的世界可能是有可能的。
寻找系外行星一直被通常称为“金发姑娘区”的地方所主导。 在流行科学中,金发姑娘区代表一颗行星与它的恒星之间的距离,以“不太热也不太冷”,就像经典英国儿童故事中的粥一样。
在这个区域已经发现了 5,000 颗系外行星候选者中的一些。 然而,任何一个都是真正的地球类似物是值得怀疑的,因为行星与地球的另一个关键组成部分与它与恒星的距离无关。 它必须有适量的水。
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行星大气中过多的水会导致失控的温室效应,无论行星离母星有多远,地表温度都会变得太热。 它还导致了没有土地可言的“水世界”,消除了地球上生命所经历的一个重要的进化里程碑。 或者,水太少的行星缺乏生命的关键成分之一,最终可能像火星一样,因太阳风而失去了大部分原始水。
到目前为止,行星形成模型表明大多数行星形成的水过多或过少。 这在银河系中最常见的恒星类型——红矮星周围尤为突出。
这些恒星也被称为“M 型”,通常比太阳小,因此更冷。 它们构成了我们当地恒星附近的大部分恒星,并且已经发现一些系外行星围绕它们旋转。 但他们落入了同样问题的陷阱——迄今为止的行星形成模型表明,一颗行星是否会在这些恒星中的一颗恒星周围形成,并且只有适量的水才能使其与地球相似,这是值得怀疑的。
现在,Masahiro Ikoma 和他在 NAOJ 的学生的新研究模拟了红矮星周围的行星形成,发现这些行星中有一小部分但值得注意的比例可能含有水位,使它们与地球非常相似。 简而言之,这些系外行星可能有海滩。
诚然,至少根据新模型,在红矮星周围的金发姑娘区形成的行星中,只有百分之几会有这么多的水。 但由于在这些最常见的恒星中发现了大量潜在的系外行星,它们很可能有数百个。
更令人兴奋的是,如果这些估计是正确的,那么像 TESS 和即将到来的 PLATO 这样的行星猎人应该能够在本世纪末之前找到一些。 一旦它们被发现,JWST 应该能够检测到它们的大气中是否有水。
对于一直处于泪水中的系外行星社区来说,所有这些都是更多的好消息。 它可能指向即将发现人类历史上最有趣的科学发现之一。 在这一点上,这可能只是时间问题——当然还有良好的观测数据。
NAOJ—— 在其他世界的海滩上度过一天
NAOJ—— 新理论预测红矮星周围存在类地水行星
木村 & 生驹 – 绕 M 矮星运行的类地系外行星含水量的预测多样性
UT – 两个类似地球的世界在仅 12.5 光年外绕着一颗红矮星运行
铅图像:
在这位艺术家的描绘中,一颗年轻行星的表面与其大气相互作用。
信用——木村忠宏