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天文学家发现系外行星的卫星上或生存有宇宙生命

 更新时间:2012-10-16 11:20

天文学家发现系外行星的卫星上或生存有宇宙生命

适宜生命存在的星球或是行星的卫星而不是行星本身

天文学家发现系外行星的卫星上或生存有宇宙生命

如果有一颗围绕像木星那样的气态巨行星的卫星,那么行星的潮汐力或许能够持续地对它的卫星进行挤压和拉伸,维持其内部的融化状态

据国外媒体报道,我们将来拍摄到的太阳系之外、适宜生命存在的星球或许是行星的卫星而非行星本身。一旦我们拍摄到围绕系外行星运行的卫星的图像,那么根据它发出的光线所携带的化学特征就能判断是否支持生命存在。

  来自普林斯顿大学的玛丽安妮·彼得斯(Mary Anne Peters)说:“如果我们能够直接拍摄到它们,那么就可以获得它们的光谱,这就意味着我们可以判定它们大气层中有哪些种类的分子。”

  到目前为止,在太阳系之外,我们利用间接方法已经探测到了超过800多颗系外行星。利用的方法是,当一颗行星经过其母星前面的时候就会使母星的光度稍微下降(凌日法)。但是,像地球大小的岩石行星的光谱很难用这样的方法获得。在系外行星图像集中,仅仅有4个恒星系统被直接拍摄到。

  拍摄系外行星的困难之一是:恒星的亮度很大而行星的亮度很小,因此一颗行星离母星必须足够远才能避免被强烈的光芒所淹没。这样就意味着,能够直接拍摄到的行星或在“宜居带”(habitable zone)之外(宜居带是指围绕恒星的一个带状区域,处在该区域上的行星足够温暖而允许液态水的存在)。而如果一颗行星本身发出的光线足够强烈而能被直接拍摄到,那么意味着这颗行星是一颗形成不久的炽热行星,太年轻而不适合生命存在。

  潮汐加热(Tidal heating)

  如果有一颗围绕着像木星那样的气态巨行星的卫星,那么行星的潮汐力或许能够持续地对它的卫星进行挤压和拉伸,维持其内部的融化状态。这个过程称为“潮汐加热”(tidal heating),这也是解释木卫一热量来源的著名理论。木卫一是我们太阳系内火山活动最频繁的天体。受到潮汐加热的作用,系外卫星(exomoon)应该能够被拍摄到。

  普林斯顿大学的埃德温·特纳(Edwin Turner,)说:“在某种意义上,我们所讨论的是一种除了恒星的光和热之外,能够对行星进行加热的其它方式。这将使我们能够直接拍摄到系外行星系统中的卫星,甚至在看不到行星的情况下。”

  为了验证这个猜想,特纳和彼得斯计算了一颗系外卫星需要多高的温度才能被现有的望远镜所拍到。他们发现,当今大多数观测台(如位于夏威夷的凯克天文台或是太空的哈勃望远镜和斯必泽红外望远镜)仅当系外卫星的温度在炽热的700摄氏度附近,才有能力直接拍摄到这些卫星。

  未来的望远镜能够足够灵敏而拍摄到温度较低的、适宜生命存在的系外卫星。例如,詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)。它应该有能力拍摄到温度是27摄氏度左右的系外卫星,只要这些卫星的母行星离中央恒星的距离与土星或天王星离太阳的距离类似即可。

  地狱般的景象(“Hell”phenomena)

  然而,潮汐加热或许并不是对生命的恩惠。这种产生热量的方式同样会产生对生命不利的地震活动,就像木卫一那样不断地喷出岩浆和含硫的气体。

  来自德国波茨坦莱布尼兹天体物理研究所的科学家热纳·海勒(René Heller)说:“这或许意味着潮汐加热并不能扩展宜居带,这是因为一旦有足够强度的潮汐加热维持卫星表面温度在0摄氏度以上,那么地震和火山活动就会强大到足够摧毁表面的一切生命。”

  然而,即使发现了一颗并不适宜生命居住的系外卫星,这也将是一项重大的发现。海勒说:“我们还没有发现过太阳系之外的卫星,还不知道太阳系之内的卫星是常见的亦或是非同寻常的,只有探索才能得到答案。”

  这项新的研究引起了一个诱人的可能发现,那就是我们或已经拍摄到了一颗系外卫星。北落师门b(Fomalhaut b)是我们拍摄到的一颗系外行星,但关于它到底是行星还是行星的卫星尚存在争议。这是因为它的轨道很不同寻常,与其说是一颗行星,不如说是第一颗被拍摄到的系外卫星,它那奇特的轨道或是由于还围绕着一颗看不见的行星在运动
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