随着寻找宇宙生命的研究继续进行,科学家们已经知道,一颗适合生命居住的岩石行星,光是处于恒星宜居带范围内是不够的(宜居带是行星可以拥有液态水的区域,这是生命诞生的必要条件)。
但这只是起点。事实上,其他因素——比如氮气,可能决定了在行星的可居住性,以及陆地与海洋的比例。现在,一组科学家提出,一颗足够让生命延续的系外岩石行星的关键特征之一是它必须很年轻——最多只有几十亿岁。这是因为,为了维持生命,行星需要足够的热量来驱动碳循环,而碳循环通常是由铀和钍等元素的放射性衰变产生的。
* 系外行星和太阳系内部的TRAPPIST-1星系对比
这种放射性衰变反过来又会导致行星表面的火山排气——即行星内部的气体通过火山释放到大气中。脱气作用将二氧化碳释放到大气中,并继续碳循环。但科学家们在一篇新论文中解释说,较老的行星可能已经消耗了它们的放射性资源,因此可能无法保持自身的热量。
“如果一颗系外行星没有活跃排气,说明它更有可能是寒冷的冰冻行星。”该研究的第一作者、德克萨斯州西南研究所的研究科学家开曼·昂特伯恩在一份声明中说:“气候温和的年轻行星,更可能是一颗宜居星球。”
昂特伯恩说:“我们知道这些放射性元素对调节气候是必要的,但我们不知道这些元素能维持多久,因为它们会随着时间的推移而衰变。此外,放射性元素在银河系中分布不均匀,随着行星年龄的增长,它们可能会耗尽热量,排气也会停止。”
那么,一颗系外行星的放射性衰变能持续多久呢?因为每颗系外行星上的放射性元素的数量不同,所以这个时间段也会有所不同。
* 迄今为止发现的最年轻的系外行星(年龄不到100万年)
昂特伯恩说:“在最悲观的情况下,我们估计,对于一个地球质量的行星来说,这个临界年龄只有大约20亿年,而对于质量更大的行星来说,在更乐观的情况下,这个临界年龄达到了50亿到60亿年。”
问题是,目前的技术还不能确定系外行星上存在什么元素。目前,行星的组成只能通过观察行星的母星发出的光来推断,这可以表明在整个系统中可能存在什么元素。
但有了詹姆斯·韦伯太空望远镜,科学家们将能够确定系外行星大气的组成,从而揭示更多有关系外行星年龄的线索。
* 哈勃太空望远镜拍摄的M83螺旋星系,它是由许多照片拼接在一起的,洋红色和蓝色表示恒星形成区域。图片发布于2014年1月。
(科幻世界 独家编译)
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