Chuanfei Dong

科学家降低生活的机会上的系外行星周围的红色恒星所谓的可居住区

十一月30,2017年上午11时29分

PPPL 和普林斯顿大学的天体物理学家chuanfei洞,这里显示,和同事们的理论扔进水中,许多系外行星可能适宜居住。

有没有地外生命在宇宙中的?天文学家寻找迹象已经发现,我们的太阳系外行星与银河系盛产,部分条件可能是正确的外星生命。这样的世界轨道星在所谓的“可居住区”区域,其中行星可能容纳液态水所必需的生活,因为我们知道这一点。

然而,可居住的问题是非常复杂的。通过空间物理学家领导的研究chuanfei的洞 我们。能源部的(DOE) 普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL)和普林斯顿大学最近提出了关于水的疑惑 - 和潜在因而可居住 - 经常被引用的系外行星是轨道红矮星,银河系最常见的恒星。

在天体物理学杂志通讯两篇论文中,科学家们开发的模型显示,恒星风 - 不断流露的带电粒子的扫动进入太空 - 可能会严重消耗这样的行星的大气数百万年的,使它们无法主机表面为基础的生活,因为我们知道这一点。

“宜居带的传统定义和气候模型只考虑表面温度,”董说。 “但星风可以显著有助于长期侵蚀,许多系外行星大气的损失,所以气候模型告诉只是故事的一部分。”

拓宽图片, 在大气保留的时间尺度的第一篇论文看起来比邻星B(PCB),其轨道最近的恒星到我们的太阳系,大约四光年。该 第二纸问题多久海洋能够生存的“水世界” - 行星认为有海洋,可能是数百英里深。

研究模拟星光的光化学影响和恒星风对系外行星的大气中的电磁侵蚀。这些效果是双重的:在星光光子电离在大气中的原子和分子进入带电粒子,从而允许压力和电磁力从恒星风将它们扫入空间。这个过程可能会导致这将防止水从外部行星蒸发从下雨返回到他们,离开地球表面干涸大气受到严重损失。

在比邻星B,该模型表明,高星风的压力会导致大气中逃生,并防止持续足够长的时间来产生基于表面的生活,因为我们知道它的气氛。 “生命进化需要数十亿年,”董说。 “我们的结果表明,PCB和类似外行星通常不能够当恒星风压是高过支撑气氛足够长的时间尺度。”

“这只是如果压力足够低,”他说,“如果系外行星具有类似地球的磁层的相当强劲磁屏蔽,该系外行星可以保留的气氛,并具有可居住性的潜力。”

复杂的问题是,可居住区盘旋红色恒星可能会随着时间的推移这一事实。这么早高的恒星风的压力可能会增加大气逃逸的速度。因此,大气中可得太早侵蚀,即使系外行星是由类似地球周围的磁层强磁场的保护,董说。 “此外,这种近距离的行星也可能潮汐力锁住像我们的月亮,一面总是暴露的明星。得到的疲软的全球磁场和恒星风的不断轰击将有助于加强对面向星级侧大气的损失。”

转向水世界,研究人员探讨了三种不同条件的恒星风。这些范围是:

•风罢工今天地球磁层。

•从年轻的时候,古流动的恒星风类太阳恒星与4.6十亿岁年龄的太阳相比,这只是一个蹒跚学步般的0.6十亿岁。

•像卡林顿事件,这在1859年淘汰了电报业务,并产生极光世界各地大规模的恒星风暴的系外行星的影响。

仿真示出的是古老的恒星风可能引起大气逃逸率要远远大于由到达地球的磁层当前太阳风产生的损失更大。此外,损失卡林顿类型的事件,这被认为是在年轻的频繁发生率类太阳恒星,被认为是更大了。

“我们的分析表明,这种空间天气事件可能被证明是大气损失外行星轨道的活跃的年轻类太阳恒星,一个关键驱动力。”作者写道。

鉴于红星活动增加和近距离的可居住区的行星的位置,这些结果表明干涸的表面上的行星该轨道的红色恒星可能曾经举行的海洋,可以生出生命的可能性很高。调查结果还可以修改著名的德雷克方程,估计银河系文明的数量,通过降低估计平均每能够支持生命存在的行星明星的。

在PCB纸笔记的作者是预测位于光年距离地球行星的可居住充满了不确定性。像詹姆斯·韦伯太空望远镜,美国宇航局将在2019年推出窥视宇宙的早期历史未来的任务,因此将“可用于获取关于恒星风的更多信息必不可少的系外行星的大气,”作者说,“从而铺平了为方式诱导大气损耗恒星风的更准确的估计。”

科学家发现潜在的可居住世界的规律性。最近,一个新发现地球大小的行星围绕罗斯128,红矮星比位于距离地球大约11光年的太阳小,冷却器,被引为水候选人。科学家指出,明星似乎是静止的乖巧,没有摆脱耀斑和爆发,可能撤消利于生活的条件。

与董在PCB纸合作从哈佛大学,哈佛 - 史密森天体物理中心,加州大学洛杉矶分校和马萨诸塞大学的物理学家。工作的支持,从通过普林斯顿中心太阳物理学美国宇航局插孔涡博士后董来了,由教授amitava尔吉,该PPPL理论部门谁担任董博士后顾问的头,和马普普林斯顿研究中心等离子主导物理学联合主办,由科学能源部办公室和美国国家科学基金会资助。合作在水世界研究来自密歇根州,哈佛 - 史密森天体物理中心和哈佛大学大学的科学家。美国宇航局插孔涡博士后奖学金支持的洞。

PPPL,对,新泽西普林斯顿大学的校园佛瑞斯塔,致力于创造约等离子体物理学新知识 - 超热,带电气体 - 和发展为创建聚变能的切实可行的解决方案。实验室是由大学的管理 我们。能源部的科学办公室,这是在美国的物理科学基础研究的最大的支持者,并正在努力解决一些我们这个时代最紧迫的挑战。