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科学家设想火星作为一颗系外行星会是什么样子

天文学与空间 2022-10-04 00:01:07

科罗拉多大学博尔德分校 艺术家对火星大气逃逸过程的构想,假设它围绕一颗M级恒星旋转

信用:MACH中心/Cameron Pazol 在科幻电影和电视节目中,地球上的现实生活地点,如加利福尼亚的红杉国家森林和撒哈拉沙漠,长期以来一直被用来代表外星世界

但最近,一组科学家,包括科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室(LASP)的研究人员,以《星际迷航》的方式,利用我们后院的一颗行星——火星——来帮助描述和识别其他太阳系中适合居住的类地行星

一个由来自三个科学学科——空间物理学、行星科学和天体物理学——的建模师、观测科学家和理论家组成的国际多学科团队一直在协同工作,以推断他们目前对火星的理解,从而确定地球太阳系以外的哪些行星最有可能孕育生命

答案取决于系外行星的大气层——以及每个行星需要什么来保持这些大气层,包括火星,如果它围绕一颗不同的恒星

该团队正在研究的一个例子是“系外行星火星”围绕一颗暗淡的M级恒星运行的情况,这颗恒星的亮度只有我们太阳的4%左右,温度低了近3000摄氏度

这项研究将有助于更好地理解,如果像火星这样的行星围绕这颗更小、更冷但更活跃的恒星运行,它可以保留多久的大气层

初步结果表明,系外行星火星失去大气层的速度将比现实世界的行星所经历的速度更快

“火星是一个非凡的自然实验,它证明了它的大气层以及它的可居住性是如何受到行星和它所围绕的恒星的属性的影响的,”LASP的行星研究员、该团队的负责人大卫·布雷恩说

他补充说,挑战在于汇集专业知识、观测结果和模型结果,以了解每种属性的相对重要性,目的是预测围绕其他恒星运行的单个行星的可居住性

这种多学科,前沿的方法是由新的磁场,大气和连接到宜居性(马赫)美国宇航局驱动科学中心,大脑领导的可能

驱动科学中心(DSC)是美国宇航局综合多机构倡议的一部分,旨在解决重大挑战目标

布雷恩说:“我们的中心聚集了来自许多科学学科的专家,共同解决像外星行星的可居住性这样的大问题。”

组织来自许多不同学科的科学家并不总是容易的

Brain说,团队成员必须学会如何更有效地沟通,并找出如何融合科学家在近几十年来相互偏离的学科中开发的模型

Brain解释说:“我们正在一起弄清楚哪些物理是重要的,以及如何将模型联系在一起,同时确保团队成员在这个过程中感到被倾听和包容。”

就在几周前,美国国家科学、工程和医学科学院在其《2020年天文学和天体物理学发现之路》(Astro 2020)报告中将“通往可居住世界的道路”命名为未来研究的三个关键重点领域之一,这凸显了这项工作的重要性

Brain说:“事实上,天文学和天体物理学界已经强调了未来十年的这个主题,这非常令人兴奋,说明了我们工作的重要性。”

大卫·布雷恩将于本周在新奥尔良举行的2021年AGU秋季会议上展示MACH团队的一些初步结果

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