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恒星的宜居带比之前认为的更大

了解最近关于宜居带的研究如何扩展我们对类地行星上适合生命存在的条件的理解。

作者:Bill Andrews
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对于那些在宇宙中寻找其他生命的人来说,有个好消息:今天发布的一项研究表明,轨道距离恒星近得惊人的行星仍然可以保持宜居。这种对所谓宜居带的扩展,是基于计算机建模的,对于它所暗示的我们自己星球未来宜居性也具有重要意义。研究宜居带一直很棘手,因为我们只知道一个宜居行星——我们自己的地球。尽管如此,天文学家已经确定了他们称之为恒星宜居带的一般边界

,这是恒星周围一个甜甜圈形状的区域,在这个区域内,像地球一样的行星可以拥有液态水,而液态水是我们所知生命所必需的。在宜居带的外边缘,水会因寒冷而结冰;在内边缘,水会因炎热而蒸发;在这个区域内,条件“恰到好处”,因此这个区域也有另一个常见的昵称:金发姑娘区(Goldilocks zone)。

不断变化的条件

但这并不像看起来那么简单,因为恒星的输出会随着时间而变化。例如,太阳在数千年里一直在稳步变亮和变热。因此,科学家们使用复杂的模型来确定给定恒星宜居带随时间变化的精确边界。但事实证明,这些模型不够复杂。今天的论文使用了3D气候模型来确定行星在脱离宜居带之前能变得多热,发现它比旧的1D模型所暗示的要热得多。(新的3D方法考虑了诸如云层之类的因素——如果你仔细想想,这是一个相当重要的气候特征。)因此,以前认为类日恒星的宜居带始于距离大约0.99天文单位(1 AU是太阳-地球的平均距离,约为9300万英里),而现在它始于更近一点的0.95 AU。这些发现今天发表在《自然》杂志上。

突破边界

这看起来可能不多,但它将类日恒星的宜居带拓宽了数百万英里。因此,从理论上讲,研究人员发现一个具有适合生命存在条件的系外行星的可能性大大增加了。而且这些结果也离我们更近。随着太阳输出的不断增加,我们知道总有一天它的宜居带会离开地球,使我们自己的星球变得不宜居。这项研究证明了行星比想象中更耐热,也表明“我们”至少在未来十亿年内不必担心我们的世界失去所有液态水。吁!图片来源:Petigura/UC Berkeley, Howard/UH-Manoa, Marcy/UC Berkeley

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