谁说木星没有用?来看!它的巨大引力就可以帮科学家找到外星世界

谁说木星没有用?来看!它的巨大引力就可以帮科学家找到外星世界
2021年04月12日 10:31 天文在线

木星巨大的引力可以帮助我们找到外星世界。

比起思考它们与恒星的距离是否适合液态水应找到更多的可能寻找可居住的系外行星。例如,这颗行星,像地球,火星和金星一样多岩石吗?它有板块构造和磁场吗?它含有大气吗?还有另一个重要的问题:在同一颗恒星的轨道上,它是否会被其他系外行星的不利影响?

为了更好地阐述这一点,天文学家们正在研究气态巨行星木星在我们行星轨道上的巨大引力。这项技术已在一篇新的论文中概述,该论文已被《天文杂志》接受并上传至arXiv。

尽管我们太阳系中的行星相距甚远,但它们仍然近得足以影响彼此的轨道,哪怕一点点。对地球来说,这意味着与木星和土星的相互作用(主要是)会拉长其轨道的椭圆形状,并影响其轴向倾斜,从而产生称为米兰科维奇循环的冰川和间冰期气候循环。总的来说,这并没有阻止生命的繁衍,尽管冰河时代发生了灭绝事件。不过假设木星的影响更大,地球的轨道将会变得更加细长和古怪?

这对地球的可居住性意味着什么?“如果地球的轨道和我们太阳系中水星的轨道一样多变的话,生命不会在这里出现。”南昆士兰大学的天文学家乔蒂向《科学警报》解释说。“水星轨道的偏心率可以高达到0.45。如果地球的偏心率达到这么高,那么当地球离太阳最近时,地球将比金星离太阳较近,而在最远点时,地球与火星距离太阳一样远。”

因为目前还不清楚木星是否会造成如此大的变化,因此霍纳和一个国际同事团队开始了一个项目来寻找答案。他们制作了太阳系的模拟图,并移动木星观察会发生什么。结果相当令人惊讶。研究小组发现他们的模拟是有效的,这意味着他们可以对这个系统进行模拟,以确定行星之间的引力相互作用,以及行星如何围绕恒星运行,并根据我们对太阳系对米兰科维奇周期影响的理解来绘制地图。

但他们也显示出实物会以多快的速度分崩离析。霍纳在接受《科学警报》采访时说:“我们马上发现的一件事是它实际上很容易使我们的太阳系变得不稳定。“在大约四分之三的模拟中,当我们移动木星时,我们把它放在一千万年内太阳系崩溃的地方。这些行星开始相互撞击,并被从太阳系中喷射出去。”虽然这听起来有点令人担忧,但这些结果实际上与系外行星研究并不相关,因为任何能够被我们探测到的系外行星系统都极有可能是稳定的。事实上,在我们寻找外星世界的过程中,确实有一些好消息——在小组完成的剩下的四分之一的模拟中,嗯,地球实际上是相当正常和适合居住的。

研究人员说,这与稀土假说相悖,稀土假说认为,地球上孕育生命的条件是如此独特,它们永远不会在宇宙中的任何地方复制。“地球在中间非常混乱。它不快。一点也不慢。它不大,也不小。霍纳说:“这真的很一般。“这表明,至少对于这些轨道影响,轨道扰动,而不是稀土,你发现的大多数行星,在我们模拟的系统中,与地球同样适合生命存在,如果从周期性(气候)振荡的角度来看不是更好的话。”这些都是重要的观测结果,因为研究的最终目的是设计一个测试,帮助缩小哪些系外行星值得未来观测。

在未来的某个时候,我们的技术将变得足够先进,能够探测到许多较小的、地球大小的系外行星。但是,由于对望远镜时间的需求有限,我们需要确定我们可以采取的其他第一步措施来评估某个特定的系外行星是否值得进一步研究。

一种方法是研究围绕同一恒星运行的任何其他系外行星对其潜在可居住性的影响。霍纳解释说:“我们永远找不到只有一颗行星而没有其他行星的行星系统。这就是模拟发挥作用的地方。它们不仅可以用来帮助确定系统的动力学,还可以用来确定所讨论的系外行星在长时间尺度上是否仍然可以居住的可能性。

在团队的工作能够大规模应用之前还有一段时间。我们目前的仪器还不足以探测到它所关注的系外行星。未来10年,随着更先进的望远镜升空,这种情况将发生变化。这也意味着还有更多的工作要做。研究小组希望,他们的工作意味着,当可居住的系外行星探测开始大量涌入时,行星天文学家可以进行模拟。这意味着模拟将需要调整,看看当你在其他太阳系行星周围移动时会发生什么,比如金星、火星和土星。”

霍纳说:“我认为,这种复杂性正是我们要深入研究的问题。”。“接下来,我们还将研究如何将这项工作与人们开发的气候模型联系起来,看看能否将其转化为一个完全可预测的气候解决方案。”“换句话说,如果你知道行星的轨道,你能预测出气候会有多大的变化,而不仅仅是预测轨道的变化。它将气候科学和天文学以一种非常出色的方式结合在一起。”

这项研究已被纳入《天文学报》,并可在《阿尔席夫》上发表。

BY: MICHELLESTARR

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