過去,已知系外行星的數(shù)量激增,迄今為止,已有4093個(gè)被確認(rèn)的探測(cè)到(另外還有4,727個(gè)等待確認(rèn)的候選)。隨著發(fā)現(xiàn)如此之遙的數(shù)十個(gè),數(shù)百個(gè),甚至數(shù)千個(gè)光年的行星,人們對(duì)我們最近的恒星鄰居的關(guān)注引起了極大的關(guān)注,這是可以理解的。行星可能就在隔壁,而生命也在那里嗎?
這項(xiàng)研究,“在類似太陽(yáng)的恒星雙星拱星行星的傾角進(jìn)化“,近日出現(xiàn)在天體物理學(xué)雜志,并通過資助NASA宇宙生物學(xué)計(jì)劃。這項(xiàng)研究由相對(duì)論天體物理學(xué)中心的研究科學(xué)家比利·夸爾斯(Billy Quarles)領(lǐng)導(dǎo),包括GIT相對(duì)論天體物理中心的李功杰教授和美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心的杰克·利紹爾。
說到它,擁有多個(gè)行星系統(tǒng)(例如我們的太陽(yáng)系)的單個(gè)恒星是非常罕見的。另一方面,像半人馬座阿爾法(Alpha Centauri)這樣的二進(jìn)制系統(tǒng)卻很常見。該系統(tǒng)由一個(gè)比我們的太陽(yáng)稍大的G型黃色恒星Alpha Centauri A和一個(gè)比我們的太陽(yáng)更近的K型橙色恒星Alpha Centauri B組成。
在2012年,天文學(xué)家以為他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)候選的系外行星圍繞Alpha Centauri B(指定為Alpha Centauri Bb)運(yùn)行。不幸的是,隨后的分析導(dǎo)致天文學(xué)家在2015年宣布這是一個(gè)誤報(bào),可能只是數(shù)據(jù)分析中的虛假“鬼魂”。2013年,有可能發(fā)生行星過境,但據(jù)報(bào)道,該距離太近,無法維持生命。
為了確定半人馬座Alpha行星是否有可居住的行星運(yùn)行,天體物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)將理論上的地球?qū)\生模型模擬為雙星系統(tǒng)。這包括對(duì)比地球的軸向傾斜度(即傾斜度)隨火星軸向傾斜度的變化而變化的情況。然后,他們將地球建模為半人馬座A和Bs繞太陽(yáng)居住區(qū)(又名Goldilocks區(qū))。
盡管兩個(gè)行星都相對(duì)于其軌道平面傾斜了23.4°與25.19°,但火星的傾角隨著時(shí)間的推移發(fā)生了更多變化。盡管地球的傾角隨時(shí)間變化的穩(wěn)定性確保了氣候的穩(wěn)定,但火星更明顯的變化一直是其從溫暖,濕潤(rùn)的世界過渡到如今寒冷而荒涼的地方的主要因素?;旧?,地球傾角的變化是造成地球經(jīng)歷冰河時(shí)期和溫暖時(shí)代(又稱冰川期和冰川間期)的原因。但是,地球傾斜的進(jìn)動(dòng)是緩慢而緩慢的,在41,000年的過程中,其變化范圍在22.1°和24.5°之間。這些類型的長(zhǎng)期過渡為生命形式提供了足夠的時(shí)間來適應(yīng)和進(jìn)化,并且還防止了任何時(shí)期過長(zhǎng)或過長(zhǎng)。
另一方面,每?jī)砂偃f年,火星的軸線進(jìn)動(dòng)在10°至60°之間。當(dāng)傾斜到10°時(shí),大氣在兩極冷凝,導(dǎo)致水蒸氣和二氧化碳固化,從而使冰膨脹。在60°傾斜時(shí),火星更有可能在其赤道周圍形成一條冰帶,否則,該帶會(huì)變得更熱,并在夏季的中午經(jīng)歷最高35°C(95°F)的地表溫度。
月亮的存在也是一個(gè)因素,因?yàn)樗囊τ兄诜€(wěn)定我們的軸心。如果不是因?yàn)樵铝粒厍蚺c水星,金星,火星和木星的引力相互作用將導(dǎo)致我們的傾斜發(fā)生更劇烈的變化。Quarles在最近的GIT新聞中說:“如果沒有月亮,地球的傾斜度可能會(huì)變化約60度。”“我們看起來可能像火星,并且其軸的進(jìn)動(dòng)似乎造成了大氣層的損失。”
盡管該研究模擬了一顆繞地球運(yùn)行的任意一顆恒星的變體,但它主要集中于在B周圍宜居帶中運(yùn)行的類地球行星,其中A是軌道恒星。雖然半人馬座A在此模擬中表現(xiàn)相對(duì)較好,但對(duì)于半人馬座B而言,結(jié)果并不令人鼓舞-表明類似地球的系外行星不太可能能夠維持生命。