物理科技生物学-PHYICA

卫星可能会为行星的宜居性提供线索

天文学与空间 2023-04-30 13:13:53

罗彻斯特大学 在一项新的研究中,罗切斯特科学家中岛美纪和她的同事得出结论,宇宙中较小的行星更有可能拥有微小的大卫星,这可能有助于在这些行星上孕育生命

学分:罗切斯特大学

亚当·芬斯特 地球的月亮对使地球成为我们今天所知的星球至关重要:月亮控制着一天的长度和海洋潮汐,它们影响着我们星球上生命形式的生物周期

月球还通过稳定地球的自转轴为地球的气候做出了贡献,为生命的发展和进化提供了理想的环境

因为月球对地球上的生命如此重要,科学家猜测月球可能是其他行星上孕育生命的潜在有利特征

大多数行星都有卫星,但地球的卫星与众不同,与地球的大小相比,它很大;月球的半径比地球半径的四分之一还大,比大多数卫星与其行星的比值还要大

罗彻斯特大学地球和环境科学助理教授中岛美纪发现这一区别意义重大

在她领导的发表在《自然通讯》上的一项新研究中,她和她在东京理工大学和亚利桑那大学的同事们研究了月球的形成,并得出结论,只有某些类型的行星才能形成相对于其主行星来说较大的卫星

“通过了解月球的形成,我们在寻找类地行星时有了一个更好的约束条件,”中岛说

“我们预计系外卫星(围绕太阳系外行星运行的卫星)应该无处不在,但迄今为止我们还没有证实任何一个

我们的限制将有助于未来的观察

" 地球月亮的起源 许多科学家在历史上认为,地球的大卫星是由原地球——处于早期发展阶段的地球——和一个大的火星大小的撞击物(大约4

50亿年前

碰撞导致在地球周围形成一个部分蒸发的圆盘,最终形成了月球

为了找出其他行星是否能形成类似的大卫星,中岛和她的同事在计算机上进行了撞击模拟,模拟了一些假设的类似地球的岩石行星和质量不同的冰冷行星

他们希望确定模拟撞击是否会导致部分汽化的圆盘,就像形成地球月球的圆盘一样

研究人员发现,比地球质量大6倍的岩石行星(6M)和比地球质量大1倍的冰行星(1M)产生完全蒸发的圆盘,而不是部分蒸发的圆盘,这些完全蒸发的圆盘不能形成微小的大卫星

中岛说:“我们发现,如果行星质量太大,这些撞击会产生完全的蒸汽盘,因为大质量行星之间的撞击通常比小行星之间的撞击更有能量。”

经过一次撞击,形成一个蒸发的圆盘,随着时间的推移,圆盘冷却,液态小卫星——月球的组成部分——出现

在一个完全蒸发的圆盘中,圆盘中不断增长的小卫星受到来自蒸汽的强大气体阻力,非常快地落到行星上

相比之下,如果圆盘只是部分蒸发,小卫星就不会感受到如此强烈的气体阻力

中岛说:“因此,我们得出结论,一个完全蒸发的圆盘不可能形成微小的大卫星。”

“行星质量需要小于我们确定的阈值,才能产生这样的卫星

" 寻找类地行星 中岛和她的同事概述的约束对天文学家研究我们的宇宙很重要;研究人员已经探测到数以千计的系外行星和可能的系外卫星,但还没有确定地发现一颗围绕太阳系外行星运行的卫星

这项研究可能会让他们更好地了解应该去哪里寻找

正如中岛所说,“系外行星搜索通常集中在大于6个地球质量的行星上

相反,我们建议我们应该观察更小的行星,因为它们可能更适合容纳微小的大卫星

"

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